黑體輻射源,俗稱(chēng)黑體爐,在日常研究中,我們都稱(chēng)其為黑體爐。嚴(yán)格意義上說(shuō),黑體是一個(gè)被定義為具有較高輻射發(fā)射率與吸收性能的理想物體,其特點(diǎn)主要是,一、可以吸收所有的輻射;二、在波長(zhǎng)一定情況下,沒(méi)有物體能夠比同溫度的黑體發(fā)射更多的能量;三、黑體為一個(gè)漫發(fā)射體。人們使用黑體已經(jīng)有70余年的時(shí)間了,我們用黑體為實(shí)驗(yàn)室與野外測(cè)試提供輻射源作為標(biāo)準(zhǔn)參考依據(jù)。之后的一段時(shí)間,我們用黑體輻射源測(cè)定與檢驗(yàn)熱成像儀的工作參數(shù)。在實(shí)際的應(yīng)用中,近幾十年,黑體源作為參數(shù)依據(jù),其整體性能并沒(méi)有出現(xiàn)太大的變化,但是紅外熱成像儀卻發(fā)展的很快。熱像儀的校準(zhǔn)要求黑體從單個(gè)的形式變?yōu)殛惲蟹植迹瑥囊痪S向二維變化。黑體再不是以單個(gè)的形式出現(xiàn),而是一個(gè)陳列,并且靈敏度的要求也上了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 在黑體的幾個(gè)指標(biāo)中,**重要的是黑體的發(fā)射率。為滿(mǎn)足黑體發(fā)射率的參數(shù)要求,我們會(huì)對(duì)黑體腔做特殊的安排,在此基礎(chǔ)上,黑體的均勻性指標(biāo)也間接決定了。對(duì)于腔式的黑體輻射源,我們傾向于設(shè)計(jì)為一個(gè)閉合罩。當(dāng)光子進(jìn)入一個(gè)黑體空腔時(shí),會(huì)在黑體腔內(nèi)隨機(jī)反射,然后再?gòu)目涨恢谐鰜?lái)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,當(dāng)黑體的標(biāo)稱(chēng)表面發(fā)射率為0.9時(shí),實(shí)際有效發(fā)射率可高達(dá)0.999。當(dāng)然,腔式黑體可以滿(mǎn)足比較高的發(fā)射率,但是其只能作為一個(gè)點(diǎn)源輻射體;而面源黑體雖然可作為一個(gè)朗伯輻射體使用,但是其實(shí)際發(fā)射率就達(dá)不到太高的要求。武漢凱爾文一直在努力提升面源黑體輻射源的發(fā)射率和光譜均勻性指標(biāo)。我們結(jié)合多年的經(jīng)驗(yàn)與同行研究成果發(fā)現(xiàn),對(duì)黑體面源進(jìn)行開(kāi)微槽處理,可以使黑體面的發(fā)射率近于一個(gè)理想輻射源。我們經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在不同溫度條件下,與一般的面源黑體相比,開(kāi)微槽的面源黑體輻射源在2~20納米光譜范圍內(nèi)發(fā)射率要高很多。并且實(shí)際發(fā)射率的均勻性指標(biāo)也提升了很多。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明,實(shí)際物體的發(fā)射率對(duì)溫度與波長(zhǎng)都比較敏感。
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