Метрология и стандартизация / Rossiyskaya metrologicheskaya entsiklopediya. Tom 1 (Okrepilov) 2015

базе калориметрической системы с электрическим замещениемикомпараторсреднеймощностиоптического излучения в ВОСП;

–установкудляизмеренийнелинейностиприемников оптического излучения в ВОСП

–аппаратурудляобеспеченияповеркиСИобратных потерь в ВОСП;

–установкудляизмеренийспектральныххарактеристик приемников и источников оптического излучения Эталонная калориметрическая система предназначена для хранения и воспроизведения единицы средней мощности оптического излучения в волоконно-оптиче- ских системах передачи. Воспроизведение единицы на эталонеосуществляетсяметодомзамещенияоптической

иэлектрической мощностей с использованием первичного измерительного калориметрического преобразователя ПСМ.ПМ. Эталонная калориметрическая система состоит из преобразователя ПСМ.ПМ и аппаратуры регистрации и калибровки.

Первичный преобразователь ПСМ.ПМ преобразует среднюю мощность оптического излучения, поступающего на его оптический вход, или известную мощность электрического сигнала, поступающую на калибровочный нагреватель в выходной электрический сигнал измерительной информации, пропорциональный средней мощности оптического излучения или постоянного электрическоготока. Системарегистрацииикалибровки предназначенадляэлектрическойкалибровкиПСМ.ПМ

ирегистрацииеговыходногоэлектрическогосигналапри воздействииоптическойилиэлектрическоймощностей.

Отличительной особенностью используемого эталонного высокочувствительного калориметрического приемника с электрической калибровкой является наличиезамкнутойполости, имеющейвходввидеразъема для оптического волокна; на этот вход по оптическому волокнуподаетсяоптическоеизлучениеотстабилизированногоисточника. Этопозволилоуженасамойвысшей ступени поверочной схемы учитывать как конструктивную особенность волоконно-оптического тракта, так и особенности динамических, пространственных и спектральныххарактеристикприменяемыхвнейисточников

иприемников.

Передача единицы средней мощности фотоэлектрическим рабочим эталонам на длинах волн 850, 1310, 1550 и1625 нмпроводитсясиспользованиемисточников оптическогоизлучения, входящихвихсостав, икомпараторасреднеймощностиоптическогоизлучениявВОСП.

Для передачи единицы ослабления оптического излучения используются широкодиапазонные фотоэлектрические ваттметры с известной нелинейностью градуировочной характеристики – фотоэлектрический канал компаратора средней мощности оптического излучениявВОСП– икомплектфотоприемныхустройств с пикоамперметром Keithley 2502, обеспечивающие диапазон измерений средней мощности оптического излучения до 10-12 Втэ.

Нормирование градуировочной характеристики осуществляется методом «сложения света» (методом дополнительногосвета) наустановкедляизмеренийнелинейностиприемниковоптическогоизлучениявВОСП, обладающим наименьшими погрешностями [2].

Рис. 1. Установка для воспроизведения и передачи единицы средней мощности

Общий вид установки для воспроизведения и передачиединицысреднеймощностиоптическогоизлучения в ВОСП на базе калориметрической системы с электрическим замещением показан на рис. 1.

Комплекс средств измерений для воспроизведения и передачи единиц времени распространения сигнала и длины в ВОСП

Воспроизведениеединицывременираспространения оптического сигнала осуществляется путем нормирования временного интервала между оптическими импульсами(значенийвременираспространенияизлучения) на входеивыходеаппаратуры, ккоторойпередаетсяединица, соответствующей времени прохождения излучения по оптическому волокну. Временной интервал задается при помощи высокоточного генератора, соединенного с электрооптическимпреобразователем, ирегистрируется регистрирующим устройством, соединенным с оптикоэлектронным преобразователем.

Единицапередаетсярабочемуэталону, основанному на применении специального генератора оптических импульсов, имитирующего прохождение сигнала по оптическому волокну, либо волоконно-оптическим компаратору или оптической мере времени задержки.

Воспроизведение единицы длины в ВОСП осуществляется исходя из предварительно определенного значения времени распространения оптического сигнала и известного для применяемого типа оптического волокна (ОВ) (либо задаваемого на шкале поверяемого СИ) значения группового показателя преломления ОВ. Для задаваемых значений эффективного показателя преломления (скорости распространения излучения) в предполагаемом к применению оптическом волокне рассчитывают по приведенной выше формуле значения длин, соответствующиеполученнымзначениямвремени распространения оптического сигнала.

Значение длины находят при этом из выражения

L=c/nT,

где с – скорость света в вакууме; n – значение группового показателя преломления.

Передачаединицдлиныивременираспространения сигнала в световоде к рабочим эталонам, в качестве

которых применяют оптические генераторы временных интервалов между входным и выходным оптическими импульсами, осуществляется методом прямых измерений, к высокоточным оптическим рефлектометрам – методомпрямыхизмеренийдляразныхзначенийдлины

идлины волны.

Сэтой целью используют специальный генератор, входящий в состав комплекса СИ эталона. При этом рефлектометр подсоединяют волоконно-оптическими соединителями к генератору, задают на последнем при помощиЭВМтребуемыезначениянормируемыхдлини проводят измерение и обработку результатов. Передачу размера единицы времени распространения сигнала в световоде волоконно-оптическим мерам времени задержки проводят методом прямых измерений для требуемых значений длины волны. Общий вид комплекса представлен на рис. 2.

Комплекссредствизмеренийдлявоспроизведения и передачи единицы длины волны в ВОСП включает следующие средства измерений и аппаратуру:

–эталонныйизмерительдлиныволнылазеров, вклю- чающийHe–Ne лазерсостабилизированнойчастотой, оп- тическийинтерферометрсволоконнымвходом-выходом, фотоприемники, АЦП и персональный компьютер. Для воспроизведения используется интерферометрический метод с применением сканирующего интерферометра;

–физо. Измерительдлиныволнысозданспециально для работы с оптическим волокном и обладает рядом отличительныхособенностей, связанныхсосвойствами волокна (малые размеры и уровни мощности, специфический спектральный диапазон работы 1100–1700 нм);

–набор излучателей на базе полупроводниковых одночастотных лазеров (ЛД) с системой стабилизации температуры и тока накачки (возможно применение перестраиваемого по длине волны лазера). Длины волн излучения 1300–1560 нм;

–перестраиваемыйподлиневолнылазерNew Focus TLB 6500-H-CL, работающий на длинах волн в рабочем диапазоне;

–устройство на основе газонаполненных ячеек с линиями поглощения в области спектра в окрестностях

1310 нм и 1550 нм;

Рис. 3. Комплекс для воспроизведения и передачи единиц времени распространения сигнала и длины

3в ВОСП

–широкополосные источники излучения на базе суперлюминесцентного диода, обеспечивающие работу ячеек, измеритель длины волныWL 7600 фирмы EXFO, обладающий разрешением 0,1 пм.

Воспроизведениеединицыдлиныволныосуществляется путем нормирования длины волны одночастотных излучателей (рабочих эталонов либо компараторов), котороепроводитсяпутемсравненияпериодовинтерферограмм стабилизированного по частоте Не–Nе-лазера

исоответствующего одночастотного лазера и последующего расчета искомой длины волны.

Передача единицы длины волны рабочим эталонам

ивысокоточным рабочим СИ осуществляется методом прямых измерений.

Общий вид комплекса для воспроизведения и передачиединицвременираспространениясигналаидлины в ВОСП представлен на рис. 3.

ВсоставаппаратурыдляобеспеченияповеркиСИ обратных потерь в ВОСП входят эталонный ваттметр, волоконно-оптическийразветвитель, комплектисточниковоптическогоизлучения, измерительобратныхпотерь фирмы EXFO и измеритель мощности фирмыANDO.

Аппаратура для измерений относительных спектральных характеристик компонентов ВОСП, а также вспомогательная аппаратура, входящая в состав эталона, предназначена для измерений относительных спектральных характеристик источников и приемников излучения, необходимыхдлявоспроизведенияединици передачиихразмера, атакжедляобеспеченияфункционирования эталона и обработки информации.

Метрологические и технические характеристики эталона

Основные результирующие характеристики ГПСЭ приведены в таблице.

Разработанная Межгосударственная поверочная схема ГОСТ 8.525-2013 предусматривает передачу размера нескольких единиц и регламентирует передачу единицотГПСЭрабочимсредствамизмеренийсредней мощностиоптическогоизлучения, оптическимтестерам,

результатов измерений; расхождение результатов не превысило0,4% длядлинволн1310 и1550 нм[3]. Далее в 2001 г. проводились сличения по средней мощности с РТВ, Германия. В качестве артефакта использовался также калориметрический приемник ВНИИОФИ.

После утверждения описанных выше ГПСЭ ГЭТ 170-2011 ВНИИОФИ начал работу по международным дополнительным сличениям, имеющим официальный статус.

В 2010 г. ВНИИОФИ присоединился к дополнительным сличениям по проекту APMP Project PR-S2 по средней мощности для ВОСП в рамках АзиатскоТихооокеанского регионального комитетаAPMP (пилот KRISS, Корея). В сличениях принимали участие такие страны, какЯпония, Китай, Австралия, Сингапур. Полученныеврезультатесличенийотклоненияотсредневзвешенного значения (degree of equivalence) для длин волн 1310 и 1550 нм не превысили 0,2%.

Одновременнос2012 г. дополнительныесличенияв областиизмеренийсреднеймощностидляВОСП(ГПСЭ ГЭТ170-2011) проводилисьпопроектуКООМЕТPR-S6. В проекте участвовали Белгим (Беларусь), РТВ (Германия), ВНИИОФИ (Россия). Пилотом проекта являлся ВНИИОФИ. Вкачествеартефактаиспользовалосьфотоприемное устройство ВНИИОФИ на основе шарового фотометра и прецизионного регистратора. Результаты сличений приведены на рис. 4.

Полученныеврезультатесличенийрасхождениядля всех трех участников не превысили 0,3% [4]. Результаты работы в области измерений средней мощности для ВОСП являются основанием для последующего включения в таблицу СМС.

В продолжение работ по сличениям проводятся работы по сличениям для других единиц, воспроизводимых с помощью ГПСЭ ГЭТ 170-2011. При этом с 2015 г. начаты с участием ВНИИОФИ дополнительные сличенияпоединицедлиныоптическоговолокна(наосновеопределениявременираспространенияизлучения в волокне) в рамках проекта АРМР PR-S8. Пилотом по сличениям является RISS (Корея). Кроме того, с рядом национальных метрологических институтов проводятсяобсужденияповозможностипроведенияс2016 г. дополнительных сличений по единице длины волны для ВОСП (ГПСЭ ГЭТ 170-2011) по поляризационной модовой дисперсии в оптическом волокне (ГПСЭ ГЭТ

185-2010).

Литература

1.Глазов А.И., Иванов В.С., Кравцов В.Е., Пнев А.Б.,

Тихомиров С.В. Метрологическое обеспечение измерений параметров волоконно-оптических систем передачи информации // Измерительная техника. 2010. № 7. С. 55–57.

2.Р 50.2.084-2013 «Государственная система обеспеченияединстваизмерений. Рабочиеэталоныединицысредней мощностиоптическогоизлучениявволоконно-оптических системах передачи. Методика поверки».

3.Tikhomirov S.V., Glasov A.I., Kozatchenko M.L., Kravtsov V.E, Svetlichny A.B., Vayshenker I., Scott T.R., Franzen D.I. Metrologia, 37, pp. 347–348, 2000.

4.Svetlichny A., Kravtsov V., Kück S., Hofer H., Galygo A.

Final Report on COOMET Supplementary Comparison on Fiber Optic Power Responsivity COOMET.PR-S6.2012, 2014

Metrologia 51 02003.

С.В. Тихомиров

претерпеваетдополнительныйсдвигфазыпоотношению к начальной фазе. Измерение угла вращения плоскости поляризации (УВПП) сводится к измерению сдвига фаз двухсинусоидальныхсигналов. Вэталонедляизмерения сдвигафазразработанспециальныйалгоритмнаоснове цифрового преобразования Фурье.

Принципиальная оптическая схема эталона приведена на рисунке.

В оптической схеме эталона используется двухканальная фотоэлектрическая регистрация оптических сигналов с высоким временным разрешением и последующими фазовыми измерениями. С помощью светоделительного клина 4 излучение лазера 1 делится на два пучка примерно равной интенсивности. После отраженияотзеркал5 и7 излучениепроходитлинейные поляризаторы 6 и 8. Поляризаторы настроены так, что направление поляризации излучения на выходе из них имеет одинаковую ориентацию. В качестве поляризаторов используются обычные поляроиды (пленочные дихроичные поляризаторы). Используя терминологию голографическойинтерферометрии, тотпучоклазерного излучения, который после поляризатора 8 направляется на эталонную поляриметрическую пластинку 9, называется далее объектным. Второй пучок, который после поляризатора 6 сразу направляется на вращающийся анализатор 10, называется опорным. Излучение после поляриметрической пластинки 9 также проходит через вращающийся анализатор 10 и регистрируется фотоприемником 12.

Так как опорный и объектные пучки проходят через одинитотжеучастоквращающегосяанализатора10, то неравномерность его угловой скорости вращения будет одинаковосказыватьсянаформеэлектрическогосигнала сфотоприемников12 и13, чтооченьважнодляпоследующейцифровойобработкиданныхсигналов. Сдвигфаз междусигналамиприэтомбудетоставатьсяпостоянным. В качестве анализатора также выбран обычный поляроид, а в качестве фотоприемников – фотодиоды ФД-7К. Сигналы с фотоприемников оцифровываются 24-раз- рядным 4-канальным АЦП. Так как в обоих каналах используетсяизлучениеотодноголазера, тофлуктуации интенсивности излучения будут одинаковы, и их можно компенсировать при обработке сигналов.

Измерения производятся в два этапа. Во время первого этапа (первой экспозиции, как в интерферометрии) эталонная поляриметрическая пластинка 9 отсутствует. В персональный компьютер 15 через многоканальный АЦП 14 вводятсядвасинусоидальныхсигнала. Поспециальной программевычисляетсяпервоначальныйсдвигфазмежду опорнымиобъектнымсигналами, обусловленныйнебольшимразличиемвовзаимнойориентацииполяризаторов6, 8.

После этого в оптическую схему эталона вводится эталоннаяполяриметрическаяпластинка9 ивыполняется второй этап измерений. Сигналы во время второй экспозиции смещаются друг относительно друга. Это вызвано тем, что поляриметрическая пластинка дополнительно поворачивает плоскость поляризации света на определенныйугол. Послевторойэкспозициитакжеизмеряется относительнаяфаза. Полуразностьмеждуфазамивовремя первой и второй экспозициями дает искомый УВПП.

Метрологические и технические характеристики, состав эталона

Диапазон значений угла вращения плоскости поляризации, воспроизводимых эталоном, составляет от минус 70° до плюс 70° для излучения с длиной волны 632,9914 нмввакуумеилиотминус90° доплюс90° для излучения с длиной волны 546,2271 нм в вакууме.

Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведениеединицыуглавращенияплоскостиполяризации со средним квадратическим отклонением результатовизмеренийS: неболее0,0004° сдоверительной вероятностью P = 0,99 при 50 независимых измерениях.

Границы неисключенных систематических погрешностей Θ: не более 0,0003°.

РасширеннаянеопределенностьUр: неболее0,0015° длякоэффициентаохвата3 идоверительнойвероятности P = 0,99 при 50 независимых измерениях.

Государственный первичный эталон состоит из комплекса следующих средств измерений и оборудования:

–цифрового поляриметра;

–мер угла вращения плоскости поляризации в виде поляриметрических пластинок для контроля стабильности эталона;

–стабилизированного по частоте He-Ne лазера;

–климатической камеры с активной термостабилизацией и многоканальным цифровым термометром с выносными термодатчиками;

–барометра для измерений атмосферного давления

вкамере;

–гигрометра для измерений влажности воздуха в камере;

–системы сбора иобработки измерительной информации на базе персональной ЭВМ.

Назначение и область применения

Эталон предназначен для воспроизведения и хранения единицы угла вращения плоскости поляризации и передачи размера единицы поляриметрам и сахариметрам. Поляриметрия, какодинизважныхметодовфизи- ко-химического анализа веществ, широко применяется

вразличных областях науки, техники и производства. Метод основан на измерении угла вращения плоскости поляризациисвета(УВПП) оптическиактивнымивеществами. Выполнение точных и достоверных измерений

вобласти поляриметрии необходимо в оптической промышленности для повышения качества и надежности оптических приборов. Поляризационные приборы широко используются в системах взаимной ориентации различныхдеталейиузловкрупныхконструкций, астронавигации и системах наведения летательных и других аппаратов (измерение углов скручивания). Лазерная техника, модуляторы света часто изготавливаются из поляризационных материалов, для контроля качества и калибровкикоторыхтребуютсявысокоточныеизмерения УВПП. Поляриметрические методы особенно широко применяются для определения содержания сахарозы. В лабораторияхкондитерскихфабрикэтимметодомопределяют содержание сахарозы, редуцирующих веществ патоки, соотношение составных частей кондитерских изделий, содержание сорбита и др. В этой области поляриметрических измерений действуют международные стандарты и рекомендации МОЗМ и ICUMSA.

Влабораторной медицине поляриметры используются для определения содержания сахара в моче и крови. Основные области применения эталона:

–медицина, в том числе фармакология;

–биотехнология;

–оптическое приборостроение;

–пищевая промышленность.

Основные научные результаты, уникальность и преимущество

Основные научные результаты изложены в наших работах[1, 2]. Вэталонереализованоригинальныйметод и поляриметр для измерения УВПП, в которых угловые измерениязамененыфазовыми, т.е. измерениемразности фаз между двумя гармоническими сигналами. Отказ от угловыхизмеренийположенияанализатораиотсутствие

необходимости измерения угловой скорости вращения анализатора существенно упростили оптико-механиче- скуюсхемуполяриметра. Отличительнойособенностью разработанной схемы цифрового поляриметра является то, что«опорный» и«объектный» пучки проходят через один и тот же участок вращающегося анализатора 10 (рис. 1), совпадающий с осью вращения, поэтому неоднородность направления плоскости поляризации по его площади не будет сказываться на сигналах с фотоприемников 12 и 13.

Таккакобапучкасформированыизодноголазерного луча, тофлуктуацияегоинтенсивностибудетодинаковав обоихканалах. Вразработанномцифровомполяриметре используетсяодинвращающийсяанализатор10, поэтому неравномерность его угловой скорости вращения будет одинаковосказыватьсянаформеэлектрическогосигнала

собоих фотоприемников 12 и 13, при этом сдвиг фаз между сигналами будет оставаться постоянным.

Цифровойалгоритмобработкисигналов, основанный на преобразовании Фурье, построен таким образом, что эти флуктуации эффективно компенсируются. Важным достоинствомметодаявляетсятакженезависимостьпогрешности измерения УВПП от диапазона измеряемых углов. Достигнута высокая точность измерения УВПП

срасширенной неопределенностью 0.0015 угловых градуса при коэффициенте охвата 3.

Международное сотрудничество. Сличения

Лаборатория измерений оптических постоянных веществ ФГУП «ВНИИОФИ», хранящая эталон ГЭТ 50-2008, постоянноосуществляетконтактысведущими метрологическими лабораториями мира.

В2008 г. былипроведеныдвусторонниесличениярезультатовизмеренийУВППмеждуФГУП«ВНИИОФИ»

иРТВ (Германия). В качестве эталонных мер УВПП были выбраны поляриметрические пластинки фирмы Bellingham+Stanley Ltd., Великобритания. Рабочаядлина волны 632,9914 нм.

В2012 г. начались международные сличения в обла- стиполяриметрииCOOMET.PR-S2, вкоторыхЛаборатория измерений оптических постоянных веществ ФГУП «ВНИИОФИ» выступает в роли пилотной лаборатории. В сличениях участвуют четыре национальных метрологическихинститута– ФГУП«ВНИИОФИ» (Россия), РТВ (Германия), «Укрметртестстандарт» (Украина) и GUM (Польша). В 2015 г. планируется завершить сличения.

Литература

1. Вишняков Г.Н., Лахов В.М., Левин Г.Г., Ломакин А.Г.

Государственный первичный эталон единицы угла вращенияплоскостиполяризации// Измерительнаятехника, №3, 2010. С. 3–7.

2. Вишняков Г.Н., Левин Г.Г., Ломакин А.Г. Метод из-

мерения угла вращения плоскости поляризации на основе схемы дифференциального поляриметра // Оптический журнал, № 2, 2011. С. 53–60.

Принцип действия

Воспроизведение единицы величины энергетической освещенности состоит в измерении мощности оптического излучения, прошедшего через диафрагму с радиусом RA и поглощенного приемной полостью криогенного радиометра с последующим расчетом энергетическойосвещенностивплоскостиапертурной диафрагмы по формуле:

Ee = Pр/εэфπRA2 ,

где: εэф – эффективный коэффициент поглощения приемной полости радиометра;

Рр – электрическая мощность, измеренная радиометром;

RA– радиус апертурной диафрагмы радиометра. Схема эталона приведена на рис. 2. Эталон включает в себя следующие средства измерений и аппаратуру: криогенный радиометр 1, излучатель 6 в виде низкотемпературной модели черного тела (НМЧТ) с регулируемой температурой от 80 до 300К [4] и вакуумнуюкамеру4 сглубокоохлаждаемойрадиационной

ловушкой 3.

Криогенный радиометр 1 предназначен для измерения энергетической освещенности в диапазоне от 1 до 10-3 Вт/м2 и является полостным приемником излучения с электрическим замещением, работающим при температуре 1,6 К.

Принцип работы радиометра состоит в нагреве приемнойполости2 электрическоймощностьюдотемпературы, до которой полость нагревалась мощностью оптического излучения, и измерении этой электрической мощности.

При передаче единицы величины энергетической освещенности от ГЭТ вторичному эталону (ВЭТ) в виде НМЧТ криогенный радиометр устанавливают на верхнем фланце вакуумной камеры 4 с радиационной ловушкой и к нижнему фланцу этой камеры пристыковывают НМЧТ 6. Ловушка излучения работает при температуреот6 до10 Киформируетугол, впределах которого излучение НМЧТ попадает в приемную полость радиометра. Вакуумирование общего объема установки, охлаждение НМЧТ и ловушки обеспечивается с помощью криовакуумной системы.

При передаче единицы величины энергетической освещенности вторичному эталону в виде другого радиометра НМЧТ используется в качестве эталонного источника излучения. В этом случае с помощью эталонногорадиометраизмеряютэнергетическуюосвещенность, создаваемую от НМЧТ в плоскости верхней диафрагмы радиационной ловушки, затем радиометр отсоединяютотверхнегофланцакриогеннойкамеры, на егоместоустанавливаютрадиометр, используемыйвкачествеВЭТ, устанавливаютточнотакуюжетемпературу НМЧТ, какаябылаприработесрадиометромизсостава ГЭТ и измеряют с помощью ВЭТ энергетическую освещенность в плоскости верхней диафрагмы ловушки.

Рис. 1. Внешний вид эталона ГЭТ 157-92

Рис. 2. Схема эталона ГЭТ 157-92 1 – криогенный радиометр, 2 – приемная полость

радиометра, 3 – радиационная ловушка, 4 – вакуумная камера, 5 – излучающая полость,

6 – НМЧТ, 7– теплообменник

Метрологическиеитехническиехарактеристики, состав эталона

Эталон состоит из комплекса следующих средств измерений:

–глубокоохлаждаемый абсолютный радиометр;

–излучатель (низкотемпературная модель черного тела с регулируемой температурой от 80 до 300 К);

–глубокоохлаждаемая радиационная ловушка с набором прецизионных диафрагм;

–система охлаждения и вакуумирования;

–система термостабилизации излучателя;

–система регистрации и обработки информации. Погрешностиинеопределенностипривоспроизведе-

нииединицывеличиныэнергетическойосвещенностив диапазонедлинволн1,0÷50,0 мкмидиапазонезначений 1÷1.10-3 Вт/м2 приведены в таблице 1.

Назначение и область применения эталона

Эталон предназначен для высокоточных измерений характеристикинфракрасныхприемниковиисточников

излучения, работающих в условиях вакуума и низкого фонового излучения.

Литература

1.Morozova S.P., Sapritsky V.I. and Pavlovich M.N.

Utilization ofAbsolute Radiometers in USSR National Standards of Irradiance Units // Metrologia, 1991, 28. Р. 117–120.

2.Morozova S.P., Konovodchenko V.A., Sapritsky V.I., Lisiansky B.E., Morozov P.A., Melenevsky U.A., Petic A.G.

An absolute cryogenic radiometer for laser calibration and characterization of photodetectors // Metrologia, 1995/96, 32. Р. 557–560.

3.Ouinn T.J., Martin J.E. A radiometric determination of the Stefan – Boltzmann constant and thermodinamic temperatures between – 40C and 100C. PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY OF LONDON., Vol. 316. Рages 85–189, № 1536, 26 November 1985.

4.Morozova S.P., Lisiansky B.E., Morozov P.A., Sapritsky V.I.

Low Temperature Black Body for Temperatures from 80 K to 300 K // Metrologia, 1993, 30. Р. 369–370.

С.Н. Морозова

Iτ (λ) – сигнал приемника излучения, при прохождении монохроматического излучения через систему с образцом;

СКНП τ(λ) – величина безразмерная.

Оптическая плотность D(λ) исследуемого образца рассчитывается по формуле:

Единица измерения D (λ) – Белл Б. ВоспроизведениеединицывеличиныСКЗО з( , )

осуществляется в соответствии с выражением:

где Iρ З(λ,φ) – сигнал приемника при зеркальном отражении от поверхности образца пучка монохроматического излучении с длиной волны λ, падающего на него под углом φ;

I(λ,) – сигналприемникаприпадающемпучкемонохроматического излучения с длиной волны λ.

СКЗО з( , ) величина безразмерная.

Схема канала для воспроизведения единицы СКНП приведена на рис. 2.

Схемы канала для измерения СКЗО приведены на рис. 3 и 4.

Каналы измерения СКНП и СКЗО имеют общую осветительную систему и монохроматор. В качестве источника излучения в установке используется ленточная лампа, питание которой осуществляется от стабилизированного по току высокостабильного блока питания. Кроме того, в осветительную систему входят ртутная лампа, применяемая для коррекции установки длины волнымонохроматора, иHe-Ne-лазер, используемыйдля

юстировки установки. Излучение ленточной лампы 1 с помощью фокусирующей системы проецируется на входную щель автоматизированного двойного монохроматора. В зависимости от используемого канала излучение выводится через различные выходные щели монохроматора.

В канале измерения СКНП выходящее из выходной щелимонохроматораизлучениепреобразуетсявпараллельныйпучокспомощьювнеосевогопараболического зеркала 9 и направляется на устройство ввода-вывода исследуемого образца 13, которое разработано на основе автоматизированного прецизионного линейного позиционера и управляется с помощью встроенного в компьютер контроллера. Прошедший через устройство ввода-вывода образца пучок монохроматического излучения попадает на второе внеосевое параболическое зеркало, котороефокусируетизлучениеначувствительной площадке приемника 14. В эталоне используются сменные приемники излучения, которые вставляются в термостатированныйкорпус, стабилизациятемпературы которогоосуществляетсяспомощьювнешнегожидкостноготермостата. Выходнойсигналприемникаизлучения усиливается с помощью высокоточного усилителяпреобразователя и измеряется с помощью цифрового мультиметра. Для измерения уровня фоновой засветки и уровня темнового сигнала в установке используются двезаслонки, расположенныенавыходеосветительной системы и перед приемником излучения, управление которыми осуществляется автоматически с помощью специального контроллера.

ПринципработыканалаизмеренияСКНПзаключается в последовательном измерении сигнала от источника излучениясибезисследуемогообразцасучетомвлияния фонового излучения.