UVA探测器照度响应度的量值复现方法与国际比对

　　1　引　言

　　紫外辐射计量中一个重要的项目是宽波段紫外辐射照度的计量。与光谱型仪器相比,虽然紫外辐射照度计在提供光谱信息、测量准确度方面存在缺陷,但由于其操作简便、性能相对可靠、使用成本低等优点,使其在航空航天、国防、工农业、医疗卫生、电光源和环境保护等领域得到广泛的应用。

　　近20来,随着科学技术及工业的发展,各行业对高精度紫外辐射测试的需求日益增长[1]。由于宽波段测试仪器结构的特殊性和影响因素的复杂性,导致商品紫外辐射照度计的测量误差可高达30%以上[2]。这就促使计量部门采用更为科学可靠的量值复现方法,以改善宽波段紫外辐射测量的准确度,为各行业提供更为准确可靠的计量标准。

　　本文分析研究了光源的光谱辐射照度法、探测器的绝对光谱响应度法、热释电探测器法、绝对辐射计法和与标准紫外辐射照度计比较法等5种宽波段紫外辐射照度的量值复现方法,并应用于UVA探测器照度响应度国际比对。

　　2　UVA探测器照度响应度国际比对APMP PS-S1

　　宽波段紫外辐射照度计的测量准确度和定标与测试光源的光谱分布、漫射器的余弦性能、滤光片的光谱性能、探测器的光谱响应、探测器的有效接收面积、仪器的稳定性以及量值溯源方法与溯源途径等因素直接相关。到目前为止,国际上还没有颁布与宽波段紫外辐射照度计测试相关的标准及规范,这是导致测量结果存在较大偏差的重要原因之一[1~3]。

　　针对普遍存在的紫外辐射度测量问题,2002年亚太计量组织(APMP)举办了世界上首次“UVA探测器的照度响应度国际比对”,旨在评定各参加实验室在定标和测量UVA(A波段紫外辐射,波长范围:315~400 nm)照度响应度时的等效性。新加坡为比对的主导实验室,共有澳大利亚、南非、日本、韩国、中国、新加坡以及中国台湾等7个国家和地区级实验室参加[4]。

　　比对要求分别标定比对探测器在提供紫外光源照射下的窄波段照度响应度R365和宽波段照度响应度RUVA。

　　探测器的宽波段UVA照度响应度RUVA(单位:A·W-1·cm2)定义为:

　　其中:I是在紫外光源辐照下探测器的光电流,EUVA是相同光源在测量平面上的UVA辐射照度[4]。根据CIE定义,UVA辐射照度(单位W·cm-2)的定义为:

　　式中E(λ)是紫外光源在测量平面上产生的光谱辐射照度。

　　探测器的窄波段照度响应度R365定义为:探测器在窄波段紫外辐照(通过365 nm窄带滤光下提供,中心波长365nm,半宽度约为10nm)下的照度响应度(单位A·W-1·cm2)[4]

　　式中:I是在窄波段紫外辐射照度(中心波长:365nm,带宽:±5 nm)下,探测器的光电流;E365是在测量平面上光源的窄波段紫外辐射照度。