Extension of the wavelenght range of spectral irradiance measurements

Abstract

Spektrinen irradianssi eli tehotiheys on yksi tärkeimmistä radiometrisistä suureista. Se kuvaa kuinka paljon säteilytehoa kohdistuu tietylle pinta-alalle tietyllä aallonpituudella.

MIKES TKK Mittaustekniikalla on spektrisen irradianssin mittanormaali 290-900 nm:n aallonpituusalueelle. Mittaukset tehdään absoluuttisesti karakterisoidulla suodatinradiometrillä, johon kuuluu mallinnettu Si-loukkuilmaisin, tarkkuusapertuuri ja 13 lämpötilastabiloitua interferenssisuodatinta. Kalibrointipalvelujen asiakkaat ovat kuitenkin ilmaisseet tarpeen kalibroinneille hieman laajemmalla aallonpituusalueella.

Tässä työssä laajennettiin spektrisen irradianssin mittauksen aallonpituusaluetta 250-290 nm:iin ultraviolettialueella ja 900-1500 nm:iin lähi-infrapuna-alueella. Ultraviolettialueella käytettiin GaAsP-loukkuilmaisinta ja ultraviolettisuodattimia. Lähi-infrapuna-alueella käytettiin Ge-diodi-ilmaisinta ja infrapunasuodattimia. Muuten suodatinradiometri pysyi kummassakin tapauksessa samanlaisena kuin aikaisemmin.

Kaikilla kolmella suodatinradiometrillä mitattiin kolme NPL:nt(National Physical Laboratory, Iso-Britannia) kalibroimaa FEL-tyyppistä mittanormaalilamppua. Tuloksena saatiin laboratorion spektrisen irradianssin mittanormaali ensimmäistä kertaa laajennettua mittauksiin 260 nm, 980 nm, 1100 nm, 1300 nm ja 1500 nm:n aallonpituuksilla, ja spektrisen irradianssin aallonpituusalue laajennettua 250-1500 nm:n alueelle.

Laajennetuksi mittausepävarmuudeksi (k=2) saatiin ultraviolettialueella 2,8 % infrapuna-alueella 3,0 %. Vertailu NPL:ään osoitti, että mittaamamme spektrinen irradianssi on ultraviolettialueella keskimäärin 2,5 % suurempi kuin NPL:llä. Lähi-infrapuna-alueella spektrinen irradianssi on enimmillään 4,9 % suurempi kuin NPL:llä, mutta näkyvän valon alueella erot ovat hyvin pienet, vain 0,5 %:n luokkaa.