Спосіб визначення коефіцієнту спектрального узгодження для моно- або поліхроматичного джерела світового випромінювання

Предлагаемое изобретение относится к области оптической физики, в частности к определению интенсивности светового излучения и может найти применение в светотехнике, квантовой оптике, астрономии, ядерной физике и других областях при измерении световой эффективности источника светового излучения с помощью фотоприемного устройства. Известно, что все источники светового излучения не имеют равномерной характеристики интенсивности по всему спектру, а характеризуется определенным составом излучения или спектром светового излучения. Аналогично любой фотоприемник, в том числе человеческий глаз, характеризуется спектром чувствительности (квантовой эффективностью). При этом в общем случае световая эффективность (интенсивность свечения) источника светового излучения характеризуется произведением интенсивности свечения к квантовой эффективности при каждой длине волны во всем диапазоне спектра свечения [1]. При измерениях различных экземпляров источников одинакового спектрального состава светового излучения амплитуда сигнала не должна быть скорректирована коэффициентом, величина которого зависитот перекрытия спектров свечения и чувствительности приемника и называется коэффициентом спектрального согласования (КСС) [2]. Определение величины КСС особенно важно при проведении метрологических обоснованных измерений качества различных источников светового излучения. Например, в ядерной физике широко применяется сцинтиляционный метод регистрации ионизирующих частиц, а в сцинтилляториой технике оценка качества сцинтилляторов различной основы базируется \\а учете величины КСС для каждого вида сцингиллятора [3]. Известен способ определения КСС [2], который заключается в следующем: - определяют спектр излучения исследуемого источника светового излучения Y(l) во всем диапазоне длин волн; - определяют спектральную чувствительность приемника светового излучения S(l) во всем диапазоне длин волн; - вычисляют КСС из соотношения Известен также способ определения КСС. выбранный в качестве прототипа [3], заключающийся в следующем: - определяют спектр излучения исследуемого сцинтиллятора Усц(l) в исследуемом диапазоне дойн волн А 1-А2; - определяют спектральную чувствительность фотоприемника Sфэу(l) в том же диапазоне длин воли; - вычисляют КСС из соотношения Недостатком способов по аналогам и прототипу является то, что для каждой пары: световой источникфотоприемник, требуется определение спектрального состава свечения и фоточувствительности. Кроме того, само измерение указанных спектров связано с наличием монохроматического устройства или устройств дополнительно к установкам, на которых проводится измерение интегрального потока от источника светового излучения. Задачей изобретения является разработка способа определения КСС для моно- или полихроматического источника светового излучения, который позволил бы упростить процесс определения КСС и обеспечил удешевление процесса измерений. Решение задачи достигается тем, что в способе определения коэффициента спектрального согласования для моно- или полихроматического источника светового излучения, включающем определение спектрального состава источника светового излучения и градуировку эталонного фотоприемника с последующим определением коэффициента их спектрального согласования, согласно изобретению, исследуемый и эталонный фотоприемники облучают интегральным потоком от исследуемого источника светового излучения, измеряют соответствующие амплитуды интегрального тока от обоих фотопремников, а КСС определяют из соотношения где - коэффициент спектрального согласования исследуемого фотоприемника; - КСС для фотоприемника, градуированного по спектральной чувствительности; - сигнал от фотоприемника, градуированного по спектральной чувствительности; - сигнал от исследуемого фотоприемника. Предлагаемый способ определения КСС основан на обнаруженной авторами обратно пропорциональной зависимости величин КСС для двух различных фотоприемников величинам интегральных токов от них при облучении обоих одним и тем же источником светового излучения. Измерения токов должны быть осуществлены в одинаковых экспериментальных условиях. Заявляемый способ включает в себя следующие операции: - световой источник с известным составом спектрального свечения устанавливают на фотоприемнике, отградуированный или аттестованный по спектральной чувствительности фотокатода, и измеряют интегральный ток от данного фотоприемника; - тот же световой источник устанавливают на фотоприемник с исследуемой величиной КСС и измеряют интегральный ток от этого фотоприемника; - определяют КСС для эталонного фотоприемника с данным световым источником; - вычисляют КСС для исследуемого фотоприемника по вышеприведенной формуле. Таким образом, определив спектральный состав любого источника света и отградуировав один образец фотоприемника, можно определить КСС для любого числа фотоприемников без измерения спектральной чувствительности фотокатода. Предлагаемый способ избавляет от необходимости использовать монохроматор или дополнительное монохроматическое устройство для проведения многоточечных спектральных измерений, требующих обычно достаточно много времени для осуществления измерений. Предлагаемый способ использует интегральный поток светового излучения, который обычно и используется в практике эксплуатации источника светового излучения. Таким образом предлагаемый способ упрощает и удешевляет процесс измерения величины КСС. Пример конкретной реализации. В качестве примера использован жидкий сцинтиллятор на основе толуола с добавкой люминофора типа РОРОР и два фотоумножителя, характеризующиеся различными спектрами квантовой чувствительности; типа С-4 - ФЭУ-139 и типа С-8 -ФЭУ-110. Согласно измеренным спектрам свечения и градуировочным спектрам чувствительности ФЭУ способ по прототипу позволил определить КСС для обоих ФЭУ, равные соответственно 0,906 и 0,855. Согласно предложенному способу по величине КСС для ФЭУ-139 ( Κχ = 0,906) определена величина КСС для ФЭУ-110, оказавшаяся равной 0,946. В соответствии с заявляемым способом производят следующие операции: 1) устанавливают на фотоумножитель ФЭУ-139, отградуированный по спектральной чувствительности фотокатода, световой источник с известным составом спектрального свечения, в данном случае - жидкий сцинтиллятор. Измеряют интегральный ток от фотоприемника 2) тот же жидкий сцинтиллятор помещают на фотоумножитель ФЭУ-110 с исследуемой величиной КСС и измеряют интегральный ток от него 3) вычисляют кии для ФЭУ-110 по приведенной выше формуле: Таким образом, при погрешности измерений, определенной согласно ГОСТ 17038.3-79, и методике измерений светового выхода ЖС по ТУ 6-09-1996-77 и равной ±10%, оба результата совпадают (различие составляет 9,6%). Способ по предлагаемому измерению не потребовал применение дополнительной аппаратуры (монохроматора), позволил существенно ускорить и упростить процесс определения КСС и удешевить эту процедуру.