《光辐射测量原理和方法》

第一章 基本概念和基础理论1

1--1 引言1

1--2 基本概念3

能量和通量3

光谱量和非光谱量3

辐射度量和光度量3

辐亮度6

光谱辐亮度12

辐射度量(光度量)之间的几何关系15

1--3 辐射度量和光度量的名称、符号和单位19

光照度单位换算23

光亮度单位换算24

1--4 黑体辐射25

普朗克定律25

维恩位移定律27

维恩近似和瑞利-琼斯近似28

斯忒藩-玻尔兹曼定律29

归一化光谱分布函数f(λT)30

归一化累积光谱分布函数F(λT)30

光量子辐射理论32

1-5 可见区黑体辐射34

黑体光亮度34

黑体辐射的光效能34

实际温度36

辐射温度36

分布温度36

相关色温37

色品图38

第二章 辐射测量41

2--1 引言41

2--2 辐射测量的基本要点44

测量的基本考虑44

辐射源的测量48

源的调制52

源-背景衬比53

2-3 线光谱辐射的测定方法55

逐点法56

通带半宽度法57

光谱辐射法60

扫描积分法61

2-4 标准辐射源65

黑体辐射器65

辐亮度标准(钨带灯，碳弧其它标准源)68

辐照度标准75

2-5 标准辐射计76

Wonda辐射热测量计77

盘形绝对辐射计79

热释电辐射计80

2-6 自校准硅光二极管87

2-7 辐射测量的标定93

辐射源的标定94

辐射计的标定95

2--8 模拟太阳辐射标准和晴朗天空光亮度分布标准99

地球外太阳辐射的积分辐照度100

地球外太阳辐射的光谱分布100

模拟太阳辐射光谱分布的一致性要求104

模拟总辐射的积分辐照度107

自然总辐射的光谱分布109

模拟总辐射光谱分布的一致性要求111

晴朗天空的相对光亮度分布114

第三章 光度原理与测量133

3--1 引言133

光度学的发展133

CIE与CIPM的关系134

光度测量的有效范围134

3--2 CIE标准光度观察者135

人眼相对光谱灵敏度135

明视觉标准光度观察者136

CIE1964补充色度观察者144

暗视觉标准光度观察者144

3--3 基准与光单位147

早期的火焰基准147

白炽体基准与“小数”基准148

临时“国际烛光”149

黑体基准和“新烛光”149

新烛光变成坎德拉150

坎德拉的新定义151

3--4 测光基本定律154

平方反比定律154

余弦定律156

组合定律157

塔尔伯特定律157

无限长发光线和无限大发光面光照度的计算158

星球的望远光度学159

光学密度159

3--5 测光标准灯164

白炽标准灯164

气体放电标准灯166

3--6 物理测光法167

宽带滤光器法167

光谱光度法170

绝对辐射测量法172

物理光度计的常用线路172

光度计响应的角分布特性184

3--7 目视测光法186

明视觉测光要素186

介视觉与暗视觉测光要素188

目视光度计188

同色光度法192

异色光度法192

3--8 光源的测量方法194

光照度195

光强度196

光通量变角测量法197

光亮度201

低光亮度202

照相光度法203

3--9 放电灯的光通量测量204

测量设备204

测量程序214

测量结果修正215

标定工作标准218

性能检查219

第四章 材料的辐射度和光度特性及其测量226

4--1 引言226

光谱特征量228

一般特征量228

辐射度特征量228

光度特征量228

影响特征量的参数229

4--2 基本特性及其特征量的描述232

折射232

漫射232

反射234

透射240

吸收241

发射244

4--3 特征量之间的相互关系245

辐射度和光度特征量之间的关系245

光学材料各过程的相互关系246

光谱特征量与非散射体之间的相互关系247

4--4 各种材料的特征量248

Kubelka--Munk常数248

纸浆、纸和纸板249

塑料250

涂料、增塑剂、溶剂和胶合剂252

具有宏观结构的材料252

4--5 一般测量方法253

反射254

透射262

透明材料光谱特征量的确定263

规则透射因数和规则反射因数265

4--6 绝对反射测量方法266

变角光度法266

使用半球辐射体的方法270

基于Kubclka--Munk理论的方法271

基于积分球理论的双球法272

4--7 紫外-可见-近红外光谱光度计275

几个常用术语的定义275

结构与工作原理278

噪声与分辨力之间的关系282

仪器的最佳工作条件283

获得最佳仪器参数的步骤290

4--8 傅里叶变换红外光谱光度计291

傅里叶干涉分光计原理291

傅里叶变换红外光谱光度计的功能293

4--9 几种新型测量仪器298

逆反射计298

朦胧计300

光泽计301

镜面反射率测量仪302

4--10 估计杂散辐射能量的常规方法304

杂散辐射的一般概念306

光学系统设计对杂散辐射能量的影响310

杂散辐射能量随缝宽和缝高的变化312

滤光器材料和衰减器314

检验步骤与方法318

第五章 光辐射探测器329

5--1 引言329

热敏探测器329

光电探测器329

5--2 各种探测器的原理和性能330

测辐射热器330

热偶堆332

高莱池333

热释电型探测器333

光电发射器件334

光导型探测器336

光伏型探测器337

5-3 探测器的特性参数339

响应度339

光谱响应曲线339

响应时间339

噪声电压(流)噪声等效功率(NEP)340

热噪声341

产生-复合噪声341

散粒噪声342

光子噪声342

探测率343

量子效率344

5-4 光电探测器的参数测定345

非线性345

相对光谱响应度345

空间响应度分布346

疲劳347

偏振误差347

局部响应度分布348

光照度计的允许误差349

5--5 探测器光谱灵敏度的测量方法349

参考热偶堆法350

串接单色仪透射比测量法358

串接单色仪法与参考热偶堆法测定探测器光谱灵敏度结果的比较364

探测器绝对光谱灵敏度的测量367

5--6 测量探测器非线性的各种方法370

迭加法371

Bouguer定律法384

Beer定律法386

迭加法与Bouguer定律的结合法386

平方反比律法387

使用液体和气体标准吸收滤光器法388

使用标准反射材料法388

使用转动扇形盘法388

谐频振幅或拍频振幅测量法389

辐通量测量法393

示零法394

用线性探测器标定被测探测器法394

5--7 减小非线性和提高准确度的方法395

光电倍增管的选用396

扇形盘的使用397

将稳定通量加于两个被斩辐射束中的弱通量(Jung法)397