Разработка и исследование приборов для измерения параметров и характеристик источников оптического излучения

• Автор: Кузьмин, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 209 с. : ил.

Содержание Страница
Общая характеристика работы
Актуальность работы
Цель и основные задачи исследования.
Методы исследования
Новизна работы
Практическая значимость работы
Основные положения и результаты, выносимые на защиту
Личный вклад автора
Апробация работы
Публикации
Структура и объем работы
Глава 1. Критический обзор методов и приборов для измерения
интегральных и спектральных, характеристик источников излучения.
1.1. Анализ существующих методов цветовых измерений
1.2. Анализ существующих методов измерения коррелированной 16 цветовой температуры.
1.3. Обзор существующих колориметров
1.4. Анализ существующих методов денситометрических измерений
1.5. Обзор выпускаемых денситометров
1.6. Анализ существующих методов измерения яркости источников 28 излучения.
1.7. Обзор, серийно выпускаемых, яркомеров
1.8. Обзор существующих методов измерения ультрафиолетового 32 излучения.
1.8.1. Интегральные измерения опасного для организма человека УФ 32 излучения.
1.8.2. Энергетические измерения в вакуумной ультрафиолетовой области 36 спектра.
1.9. Обзор существующих УФ радиометров
Выводы по главе. 3
Глава 2. Общая концепция построения приборов для измерения
параметров и характеристик источников оптического излучения

Постановка задачи
2.1. Выбор функциональной схемы измерительного прибора
2.2. Обоснование выбора алгоритма для определения цветовых 46 характеристик источников оптического излучения.
2.3. Выбор метода определения энергетических характеристик 48 источников ультрафиолетового излучения.
2.3.1. Измерение бактерицидного излучения
2.4. Выбор метода определения денситометрических характеристик 52 оптических материалов.
2.5. Измерение коэффициента пульсации источников излучения
2.6. Многоканальные комплексные приборы
Глава 3. Теоретические основы разработки и исследование
пространственных характеристик фотоприемных устройств (ФПУ).
3.1. Расчет цилиндрической косинусной насадки
3.2. Исследование светорассеивающих свойств материалов
3.3. Расчет шарообразной насадки для формирования пространственной 68 характеристики ФПУ.
3.4. Расчет ФПУ для измерения яркости самосветящихся объектов 72 накладным способом.
3.5. Расчет ФПУ для дистанционного измерения яркости протяженных 75 источников.
3.6. Варианты разработанных ФПУ яркомеров
Выводы по главе
Глава 4. Теория, расчет и исследование корректирующих и
диспергирующих элементов и систем оптического тракта прибора.
4.1. Обоснование возможности использования конкретного типа 82 приемников оптического излучения в разрабатываемых приборах и их дополнительные исследования.
4.2. Исследование возможности селекции ПОИ по их спектральным 83 характеристикам.
4.3. Результаты исследований спектральных характеристик 86 фотоприемников.
4.4. Исследование долговременной стабильности спектральной

чувствительности фотодиодов.
4.5. Разработка методики подбора фильтров. Оценки погрешности
коррекции спектральной характеристики фотоприемников, и
практические результаты коррекции.
4.6. Теоретические основы разработки и исследование диспергирующих 99 систем разработанных спектральных приборов.
4.7. Разработка и исследование требований к диспергирующему
устройству.
4.8. Расчет оптической схемы полихроматора
4.9. Рассмотрение перспективного направления по определению
спектрального состава излучения фотоэлектрическим способом.
Выводы по главе
Глава 5. Метрологическое обеспечение измерения параметров
приборов.
5.1. Метрологическое обеспечение фотометрических измерений в
России.
5.2. Оценка пространственной характеристики ФПУ приборов
5.5. Калибровка яркомера
5.4 Измерение энергетической характеристики фотоприемников
5.5 Калибровка пульсметра
5.6. Калибровка колориметров
5.7. О возможности повышения точности измерения коррелированной 136 цветовой температуры приборами интегрального типа.
5.8. Измерение полного коэффициента отражения
Выводы по главе:
Глава 6. Анализ динамического диапазона и погрешностей 142 электронного измерительного канала. Расчет суммарной
погрешности приборов.
6.1. Физические процессы работы фотодиода
6.2. Анализ погрешностей электронного тракта приборов
6.3. Оценка суммарной погрешности разработанных приборов,
Выводы по главе. 15

Построение такого графика можно заменить таблицей значений однородных потоков для каждого участка спектра с постоянной разностью длин волн. Выбор ширины каждого участка спектра АХ определяется градиентом потока излучения:
аФе(Х)/(^.
Вследствие того, что пользование такими графиками (таблицами) однородных потоков неудобно, особенно в практике цветовых расчетов, для характеристики спектрального распределения излучения используется другая величина - спектральная плотность потока излучения Фе.я. = Л Фе / А А.
Для повышения точности характеристики спектрального распределения потока излучения следует стремиться к возможно минимальной ширине участка спектра А X. Принимая ширину этого участка стремящейся к нулю, получим в пределе :
ФеЛ. = Нт(ДФе/ЛА.) = аФ<;/си (17)
Где <1 Фе - монохроматический поток излучения.
Интегрируя функцию спектральной плотности в заданном спектральном диапазоне, получим искомый поток излучения.

фе = ^.(/^Л (18)

Такой путь определения интегральных характеристик излучения через интегрирование функции спектральной плотности в ультрафиолетовой области спектра решает многие проблемы, присущие приборам классического типа. Он дает возможность отказаться от коррекции спектральной чувствительности фотоприемников цветными стеклами и тем самым свести к минимуму суммарную погрешность измерения излучения. Фотоприемное устройство при этом принципиально ничем не отличается от ФПУ спектрального типа, рассмотренного выше (рис.28). Остались определенные трудности с выбором материалов и фотодиодной линейки для работы в ультрафиолетовой области спектра, но они в настоящее время известны и преодолимы.
2.3.1. Измерение бактерицидного излучения.
Ультрафиолетовое бактерицидное излучение - электромагнитное излучение ультрафиолетового диапазона длин волн в диапазоне от 205 до 415 нм.
Антимикробное действие этого излучения, являющегося частью спектра электромагнитных волн оптического диапазона, проявляются в фотохимическом повреждении клеточного ядра микроорганизма, что приводит к гибели микробной клетки в первом или последующем поколении.
Ультрафиолетовое бактерицидное излучение является действенным профилактическим санитарно - противоэпидемическим средством, направленным на