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真空条件下低温红外辐射测量技术研究

2020-08-03翟思婷吴柯萱孙红胜王加朋张玉国杨旺林杜继东郭亚玭

应用光学 2020年4期

邱 超,翟思婷,吴柯萱,孙红胜,王加朋,张玉国,杨旺林,杜继东,郭亚玭

(北京振兴计量测试研究所 100074 北京)

引言

随着红外技术的发展,红外探测技术的应用已经扩展至临近空间以及外太空,主要用于红外遥感系统、空间侦查系统、临近空间预警系统以及深空探测等方面。红外载荷是红外侦查预警、遥感探测中使用的重要设备。在发射前,红外载荷需要在地面进行辐射标定实验,根据实验结果改进设计,减少反复。红外载荷性能测试设备是红外载荷进行辐射标定实验中的关键设备,红外载荷性能测试设备可以模拟红外载荷在轨观测的目标,如对地建筑物、自然景观、临近空间飞行器、空间卫星、空间站、深空星体等。这些目标温度极低,因此其红外辐射能量非常微弱。在常温环境下,微弱的红外目标辐射会被杂散辐射和光学系统自身热辐射所淹没,无法探测到目标红外辐射能量,所以需要红外载荷性能测试设备工作环境与在轨空间一致,即处于真空低温环境。

为了保证低温红外载荷性能测试设备输出的辐射量值准确,需要使用一套真空条件下低温红外辐射测量装置对其进行标定,其工作环境与低温红外载荷性能测试设备一致。美国国家标准与技术研究院(NIST)[1]等机构的低温红外探测技术属于世界领先水平。NIST设计的BXR为离轴三反射式光学系统[2],可以实现在 2 μm~30 μm 范围内测量低至 10−15W/cm2的辐照度水平,可以在低于20 K的低温真空室的温度下工作。……

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