串联倒锥式黑体模型

根据黑体镜腔特征，用几何光学方法模拟黑体得一串联倒推式黑体模拟器，推导黑体模拟数学式，给出适用模拟器参数。     

二锥黑体腔

用一特殊光路模拟黑体，将简单的二锥腔变成黑体发射率为０．９９９９９的黑体模拟器。给出黑体模拟数学式和适用模型的几何参数。     

柱隙锥齿型黑体模拟器

持黑体光壁腔观点用几何光学方法模拟黑体，得一柱隙锥齿型黑体模拟器，写出黑体数学模拟式，给出适用模拟器的身体参数。     

五锥黑体腔

用一特殊光路模拟黑体，将一个简单的三锥腔变成五锥式黑体模拟器。在尺寸不大的情况下设计发射率ε为０．９９９９９的黑体模型。给出黑体模拟数学式和适用模型的几何参数。     

单倒锥优质黑体模拟器

提出在简单的倒锥腔中，用几何光学方法模拟黑体，得到发射率ε高达５０个９以上的黑体模拟器，并给出黑体模型设计公式及其设计结果。     

镜腔黑体模型

根据黑本光壁腔特征，利用几何光学方法模拟得到－β锥／ｅ柱隙黑体模型。推导出黑体数学模拟式，给出适用黑体模型参数。     

锥齿光隙黑体腔

用几何光学方法模拟黑体得一锥齿光隙黑体腔。给出黑体数学模拟式及适用胶体参数。     

优质简易黑体模型

在普通二锥腔的柱壁上开小锥角Ｖ形沟槽，获得ε值高达０．９．．．９９（共２８个９）以上的黑体模拟器，给出黑体模拟数学式及实用黑体模型的几何参数。     

黑体钳形腔

讨论黑体钳形腔的设计方法。给出黑体模拟数学式及适用腔体的几何参数。     

四锥黑体腔

用几何光学方法模拟黑体,得一四锥黑体腔。推导了四锥腔的设计公式,并给出适用黑体腔的设计参数。     

低温辐射计黑体腔吸收率分析

低温辐射计是目前国际上光辐射功率计量中准确度最高的测量系统,其光辐射测量不确定度可达10-5量级,目前国内仅有少数研究机构从国外引进低温辐射计开展计量研究,亟待发展国产低温辐射计替代进口产品。由于低温辐射计采用低温超导状态下的电替代测量原理进行光辐射功率测量,发展低温辐射计的难点之一在于研制黑体吸收腔这一核心光辐射接收器件,并要求黑体腔在各波长下的吸收率都要达到0.999 9以上。为研制超高光谱吸收率的黑体吸收腔,系统性分析了各影响黑体腔光谱吸收率因素,在此基础上利用蒙特卡罗光线追迹方法重点研究了光谱波长、腔体长度、黑材料漫反射系数、黑材料吸收率和入射光空间位置等对斜底黑体腔光谱吸收率的影响。研究结果表明：在300～1 100 nm波长范围内黑体腔吸收率与其内壁涂黑材料的吸收率呈正相关,且在300～1 000 nm范围内的吸收率都达到了0.999 9以上,其中在700 nm处的吸收率取得最大值0.999 941 5,表明采用该类型黑材料的黑体腔只在300～1 000 nm范围内满足低温辐射计设计要求,后续需要根据仿真和测试结果对低温辐射计在不同波长下的光电不等效性进行修正;在黑体腔结构和口径确定的情况下,黑体腔吸收率将随腔长增加而逐渐升高,在40 mm后变化趋缓,并在65 mm后逐渐趋于平衡,考虑到低温辐射计低温舱对腔体尺寸的限制,认为腔体长度与口径之比为6.5时较为合适;黑体腔吸收率还受黑材料的漫反射系数影响,随着黑材料漫反射系数的提高,腔体吸收率呈现近似线性下降,所以在选择黑体腔涂黑材料时,在吸收率等指标相同的情况下应尽量选择镜面吸收黑;黑材料吸收率从0.8到1的变化过程中,腔体吸收率提升了0.05个百分点,且黑材料吸收率为0.92时腔体吸收率可达到0.999 9以上,表明黑材料在其有效工作波长范围内任一点的光谱吸收率都要大于0.92;腔体吸收率还受入射光投射的空间位置影响,光线位置越靠近斜底腔顶点处,腔体吸收率越高,但整体吸收率变化不明显,光线位置对腔体吸收率影响只有不到0.004个百分点,几乎可以忽略,认为斜底腔不同位置处的吸收率是均匀的。研究结果对低温辐射计黑体腔研制有一定参考价值。     

锶原子光晶格钟黑体辐射频移评估

在中性原子光晶格钟的系统不确定度评估中,通常黑体辐射引起的频移是最大的一项.黑体辐射频移主要受周围环境温度的影响.针对国家授时中心的锶原子光晶格钟实验系统,通过理论分析、腔体表面温度的测量和软件模拟相结合的方法,评估了锶原子光晶格钟黑体辐射频移的修正量和不确定度.其中主要分析了锶原子炉、蓝宝石加热窗口、透过窗口片进入到真空腔体内的室温以及Zeeman减速装置对原子团处的热辐射引起的黑体辐射频移.在真空腔体外表面设置了5个测温点,利用校准过的铂电阻温度传感器监测真空腔体外表面的温度变化,用SolidWorks绘图软件建立腔体模型,通过有限元分析软件模拟出在真空腔体温度变化0.72 K时,原子团所处位置温度的波动为0.34 K.最终得到黑体辐射频移总的修正量为-2.13(1) Hz,不确定度为2.4×10~(-17).     

黑体燕尾腔

讨论黑体燕尾腔的设计原理,写出它的黑体模拟数学式,给出适用腔体的几何参数。     

Simple method for calculating the local effective emissivity of the blackbody cavity as a temperature sensor

A blackbody cavity is used as a temperature sensor for measuring the average temperature of the molten liquid. Due to the deviation of fabrication and installation, the detector usually receives the radiation from the different regions of the measuring cavity, so the local effective emissivity distribution is an important parameter to evaluate the measuring temperature discrepancy of a blackbody cavity sensor. We introduced the net-radiation method into the finite element method and extended it to calculate the local effective emissivity of blackbody cavities. It was applied to three typical cavities, and the calculated results are in very well agreement with those in references. This method is simple, easy to use, replicable, and very suitable to evaluate and design a novel cavity.     

串联倒锥黑体腔

叙述把腔底二倒锥串联和二锥锥角适当搭配构成的串联倒锥黑体腔原理，并将腔体入射光引入柱筒中作多次反射从而达到模拟黑体的目的。