Измерение спектральной плотности энергетической яркости плазменных излучателей

Бедрин А.Г., Гурьев А.П., Громовенко В.М., Жилин А.Н., Миронов И.С. Измерение спектральной плотности энергетической яркости плазменных излучателей // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 7. С. 76–85. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-07-76-85

Bedrin A.G., Guryev A.P., Gromovenko V.M., Zhilin A.N., Mironov I.S. Measurement of the plasma sources spectral radiance [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 7. P. 76–85. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-07-76-85

Alexander G. Bedrin, Alexander P. Guryev, Valentin M. Gromovenko, Aexander N. Zhilin, and Ivan S. Mironov, "Measurement of the spectral radiance of plasma sources," Journal of Optical Technology. 90(7), 399-404 (2023). https://doi.org/10.1364/JOT.90.000399

Предмет исследования. Плазменные излучатели, генерирующие мощные световые импульсы секундной длительности: открытый разряд эрозионного типа, управляемый магнитным полем — магнитоприжатый разряд и широкоформатная ламповая панель на основе трубчатых газоразрядных ламп. Целью работы является развитие методологии измерений абсолютных значений спектральной плотности энергетической яркости излучения данных источников с помощью спектрометра типа USB4000. Метод исследования. Процедура измерений включает в себя измерение светового импульса с помощью пироприемника (или калориметра), определения облученности и интегральной яркости в выбранном спектральном интервале и регистрацию спектра источника. Далее проводится корректировка измеренной спектральной зависимости на чувствительность спектрометра и длительность экспозиции, получая величину, пропорциональную спектральной плотности энергетической яркости. Интегрируя найденную зависимость с учетом интегральной яркости в выбранном спектральном интервале, определяются абсолютные значения спектральной плотности энергетической яркости источника. Основные результаты. Развита и применена методика абсолютной радиометрической калибровки спектрометра, позволяющая повысить точность и достоверность получаемых результатов с одновременным расширением спектрального диапазона от 220 до 900 нм. Методика основана на использовании двух взаимно дополняющих друг друга паспортизованных источников излучения с различным спектральным составом. С целью измерения спектральной плотности энергетической яркости излучения источников схема измерений на основе предварительно откалиброванного спектрометра USB4000 дополнена калориметром (или неселективным пироприемником) с полосовыми светофильтрами для нахождения облученности в выбранном спектральном интервале. Определены абсолютные значения спектральной плотности энергетической яркости излучения магнитоприжатого разряда в диапазоне спектра 220–400 нм и ламповой панели в диапазоне 400–900 нм. Практическая значимость. Абсолютная калибровка спектрометров в видимой и инфракрасной областях спектра не встречает трудностей вследствие наличия стандартизованных калиброванных источников излучения. В ультрафиолетовом диапазоне эта проблема существует ввиду отсутствия таковых. Использование разработанного метода позволяет получить абсолютные значения спектральной плотности энергетической яркости плазменных источников, в том числе и в ультрафиолетовом диапазоне спектра.

Авторы признательны В.Г. Докучаеву, проводившему в свое время метрологическую калибровку спектрометра, а также А.Ф. Аушеву за помощь в проведении калибровки и измерений.