专利名称：一种辐射计上用的新型精密光阑的制作方法
技术领域：
本发明涉及光辐射测量领域，具体涉及一种与辐射吸收腔配合使用的新型精密光阑。
背景技术：
辐射计在科学研究和人们的生产生活中有重要的应用，无论是计量部门建立光辐射计量基准，气象部门在地面上测量太阳辐照度用作气象预报和中长期气候监控，还是在航天器上测量太阳常数，辐射计均发挥着重要的作用。近年来，计量部门相继提出要分别在地面和空间中建立绝对光辐射测量基准。上世纪八十年代，各国家计量标准实验室在地面 发展低温辐射计(CR)，得到可以追溯到SI (国际单位制)的辐射测量结果。2002年英国国家物理实验室(NPL)提出在空间中建立绝对光辐射测量基准，采用机械制冷机将辐射计的工作环境冷却至20K，低温环境极大地改善辐射吸收腔的热学性质，能有效提高光辐射测量精度。另外，为提高辐射吸收率，采用带斜底面的圆柱形腔代替原来的正圆锥形腔，并且正圆锥形腔内壁涂有有利于得到高吸收率的吸收黑图层等。这些方法在提高辐射吸收腔的吸收率和辐射计测量精度上均取得较大成效。目前辐射计上大都采用平面形光阑(如附图1)，光辐射经过光阑孔径进入辐射吸收腔，大部分能量被吸收，但仍有小部分能量从辐射吸收腔口径损失，损失的这部分能量是造成辐射计吸收率低，影响测量精度的重要因素，所以如何最大限度地减小这部分能量损失是目前面临的重要问题。
发明内容
本发明的目的在于解决辐射计中入射光能量损失的问题，提出了一种辐射计上用的新型精密光阑，提高辐射吸收率和辐射计测量精度。为实现上述目的，本发明一种辐射计上用的新型精密光阑包括刃口形入射孔径、半球形包覆和机械支撑，所述的机械支撑的底面为环形底面，所述环形底面的圆心在刃口形入射孔径的轴线上，所述刃口形入射孔径的轴线与所述机械支撑的环形底面及机械支撑上表面垂直，所述的机械支撑的环形底面的内表面、机械支撑上表面和半球形包覆采用机械抛光。所述刃口形入射孔径的刃口呈尖状。本发明的有益效果本发明的新型精密光阑呈半球形将吸收腔口径完全包覆，当一束光从入射孔径入射到辐射吸收腔时，经过多次反射，大部分光能量被辐射吸收腔吸收，少数未被吸收的光线呈发散状离开辐射吸收腔腔体，半球形包覆将逃离辐射吸收腔的能量反射回辐射吸收腔内继续吸收，有效提高辐射计吸收率，减少辐射计中入射光能量损失，机械支撑上表面抛亮使入射到机械支撑上的光能量不影响体系的测量结果，提高辐射计的测量精度。
图I为现有精密光阑的结构示意图；图2为本发明所述的一种辐射计上用的新型精密光阑的结构示意图；其中I、刃口形入射孔径，2、半球形包覆，3、机械支撑，4、环形底面，5、机械支撑上表面，6、辐射吸收腔，7、辐射吸收腔口径；
具体实施例方式下面结合附图对本发明进一步详细描述。实施例一 如图I和图2所示，本发明一种辐射计上用的新型精密光阑包括刃口形入射孔径
I、半球形包覆2和机械支撑3，所述的机械支撑3的底面为环形底面4，所述环形底面4的圆心在刃口形入射孔径I的轴线上，所述刃口形入射孔径I的轴线与所述机械支撑的环形底面4及机械支撑上表面5垂直，所述的机械支撑3的环形底面4的内表面、机械支撑上表面5和半球形包覆2采用机械抛光。所述刃口形入射孔径I的刃口呈尖状。在与辐射吸收腔6配合使用时，所述机械支撑3的环形底面4与辐射吸收腔口径7无间隙接触，所述环形底面4与辐射吸收腔口径7共圆心，所述刃口形入射孔径I的圆心和环形底面4的圆心所在直线与圆锥形辐射吸收腔6的轴线重合。所述环形底面4的内表面和半球形包覆2抛亮使离开辐射吸收腔6腔体的辐射能量与光阑相互作用时遵循镜面反射定律。实施例二 本发明一种辐射计上用的新型精密光阑用于在太空中工作的太阳辐射监测仪；在太空环境中，由于受宇宙射线、太空粒子的影响，辐射吸收腔内壁吸收黑的吸收率衰减严重，为得到稳定可靠的辐射测量结果，采用本发明的新型精密光阑与内壁涂吸收黑的吸收腔配合使用，当光辐射入射至吸收腔时，具有半球形包覆的光阑能将离开腔体的光线反射回腔内继续吸收，这样不仅能提高光辐射吸收率，还能兼顾其测量的稳定性。实施例三2002年英国国家物理实验室(NPL)提出通过发展低温太阳绝对辐射计，欲在空间中建立绝对光辐射测量的新基准；为得到超高精度的辐射测量结果，低温太阳绝对辐射计中辐射吸收腔的吸收率应达到0. 99999，接近I ;将本发明的新型精密光阑用在低温太阳绝对辐射计中，当光辐射入射至吸收腔时，具有镜反射表面的半球形光阑能将离开腔体的光线反射回腔内继续吸收，有利于提高仪器辐射吸收率，得到高精度的辐射测量结果。以上是本发明的具体实施例，但并非对本发明的限制。
权利要求
1.一种辐射计上用的新型精密光阑，其特征在于，该精密光阑包括刃口形入射孔径(I)、半球形包覆(2)和机械支撑(3)，所述的机械支撑(3)的底面为环形底面(4)，所述环形底面(4)的圆心在刃口形入射孔径(I)的轴线上，所述刃口形入射孔径(I)的轴线与所述机械支撑的环形底面(4)及机械支撑上表面(5)垂直，所述的机械支撑(3)的环形底面(4)的内表面、机械支撑上表面(5 )和半球形包覆(2 )采用机械抛光。
2.根据权利要求I所述的一种辐射计上用的新型精密光阑，其特征在于，所述刃口形入射孔径(I)的刃口呈尖状。
全文摘要
一种辐射计上用的新型精密光阑涉及光辐射测量领域，具体涉及一种与辐射吸收腔配合使用的新型精密光阑，解决了辐射计中入射光能量损失的问题。该精密光阑包括刃口形入射孔径、半球形包覆和机械支撑，机械支撑的底面为环形底面，环形底面的圆心在刃口形入射孔径的轴线上，刃口形入射孔径的轴线与机械支撑的环形底面及机械支撑上表面垂直，的机械支撑的环形底面的内表面、机械支撑上表面和半球形包覆采用机械抛亮。本发明采用半球形包覆将逃离辐射吸收腔的能量反射回辐射吸收腔内继续吸收，有效提高辐射计吸收率，减少辐射计中入射光能量损失，机械支撑上表面抛亮使入射到机械支撑上的光能量不影响体系的测量结果，提高辐射计的测量精度。
文档编号G01J5/08GK102721475SQ201210169290
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者方伟, 方茜茜, 王凯, 王玉鹏 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所