光辐射计量测试技术

简要介绍国外光辐射计量采用的主要方法、测试手段和发展趋势。为了满足国防系统对光辐射计量的需要建立了一批计量标难，解决了光辐射源辐射特性和探测器特性计量测试问题。     

Classical fluids of negative heat capacity

It is shown that new parametersX can be defined such that the heat capacity C_xT(S/T)_x is negative, even when the canonical ensemble [i.e., at fixed T=(U/S)_Y and YX] is stable. This implies an extension of the classical theory of polytropes from ideal gases to general fluids. As examples of negative heat capacity systems we treat blackbody radiation and general gas systems with nonsingular _T. For the case of a simple ideal gas we even exhibit an apparatus which enforces a constraint X(p, V)=const that makes C_x<0. We then show that it is possible to infer the statistical mechanics of canonicallyunstable systems-for which even the traditional heat capacities are negative-by imposing constraints that stabilize the associated noncanonical ensembles. Two explicit models are discussed.     

电阻阵动态红外景象投射器性能参数和测试

介绍了动态红外景象投射器的发展情况,研究了用于评价动态红外景象投射器性能的主要参数体系,给出了其基本参数如真实温度、等效黑体辐射温度、温度范围、温度分辨率、串音、非均匀性、帧频等的概念,并对其中几个重要参数的测试情况作了初步介绍,为动态红外景象投射器的进一步研究开拓了道路。     

Modified radiation laws of a rectangular Kerr nonlinear blackbody

A Kerr nonlinear blackbody (KNB) is a new kind of blackbody in which bare photons with opposite wave vectors and helicities are bound into pairs and unpaired photons are transformed into nonpolaritons. In the present paper, we focus our investigation on the modified radiation laws, such as Planck and Stefan-Boltzmann radiation laws, of a rectangular KNB. Besides, the case of a KNB with no symmetry axes is also discussed. Finally, we make a numerical calculation of modified radiation laws of a cubic KNB under appropriate conditions, and we consider this work may lay the foundation for the experimental verification of the model of a KNB.     

用单色亮度比较法确定高温黑体的温度

高温黑体温度的测量水平将直接影响光谱辐射度量值的不确定度。我国的高温温标截止于 2 2 0 0℃。确定2 2 0 0℃以上范围内的温度必须进行温度延伸。从Planck公式的定义出发 ,推导出用单色亮度比较法进行温度延伸的原理和方法。在国家光谱辐射度基准改造中 ,该方法被用来确定高温黑体的温度。实验证明 :使用参考灯替代法能够有效消除探测器灵敏度漂移带来的误差。此外 ,旁证实验用来验证该方案的可行性。     

红外目标模拟器的光谱辐照度校准

红外目标模拟器应当定期进行辐值校准。可以用多种方法校准,主要有光谱辐射计和 专用的校准系统。采用辐射计定标后对红外目标模拟器校准,能够在现场进行,具有方便快捷的特点。专门研制的红外目标模拟器校准系统采用了辐射对比的方法,稳定可靠溯源性强。在8μm～14μm 的光谱区间,10 - 10W/ cm2/μm 的量级上,给出了使用SR25000 红外光谱辐射计和校准系统两种方法的测量结果,并就测试中的一些问题进行了分析。     

并联倒锥黑体腔

处于并联态的几个等角倒锥嵌于腔体开口端,其间的细长狭缝几乎能耗尽腔体的入射光能,以此概念模拟黑体得ε=0.99999999的大口径黑体模拟器。     

The statistical mechanical resolution of a thermodynamic “paradox”

We discuss a thermodynamic paradox suggested by Fallows and Greenleaf. Using quantum statistical mechanics, we analyze the problem in detail, showing why no paradox arises.This work was carried out some time ago, circulated as a MIT internal report, and has since enjoyed a modest popularity. We are pleased to publish it more broadly in this volume dedicated to the memory of such an outstanding researcher as Prof. P. Résibois. (MOS)     

基于热腔反射法测量黑体空腔发射率

黑体空腔的有效光谱发射率高精度评价是制约辐 射测温及光学辐射测量标准性能提升的瓶颈。本文 基于热腔反射法,建立了一种高精度测量黑体空腔有效光谱发射率的实验系统。通过比较测 量标准样品和 黑体空腔对双温光阑的光谱辐射亮度的反射,高精度获取黑体空腔的反射率,进而基于Kirc hhoff定律获 得发射率。利用该系统对于温度范围在30 ℃～80 ℃之间空腔的法向有效发射率开展了实验研究,结果表明 空腔法向发射率优于0.999,测量结果的统计 标准偏差优于0.016%。实验结果与Monte Carlo模拟结果的一致性优 于0.04%,验证了测量系统的可靠性。     

基于集成黑体法的1 000~1 500℃石墨材料高温红外光谱发射率测量

建立了基于集成黑体法的材料高温红外光谱发射率测量理论模型,重点讨论了不等温集成黑体空腔有效发射率、观测因子、样品材料外推温降因素的影响。基于集成黑体法搭建了以傅里叶红外光谱仪为红外辐射探测系统的高温红外光谱发射率测量装置。基于蒙特卡罗光线追迹法数值开展了集成黑体有效发射率数值模拟,并进行了实验验证。讨论了辐射源尺寸效应、光谱响应度线性度等非理想因素对集成黑体法高温光谱发射率测量的影响。开展了石墨材料在1 000℃、1 300℃、1 500℃的红外光谱发射率实验研究,并与已公开发表的测量结果进行了比对。本文结果与文献数据优于5%的良好一致性,验证了集成黑体方法在高温发射率测量中的可行性。