Метрология: средства и способы измерения (теория и практика)

Спектры излучений в метрологии

Сложным излучение назвали недаром, поскольку его характер во многом определяется видом спектра. Спектры сложного излучения могут быть линейчатыми (в виде совокупности очень узких, обычно квазимонохроматических спектральных линий), полосатыми (в виде совокупности спектральных полос разной ширины) или сплошными. Не углубляясь в подробности, сообщим читателю лишь о том, что источниками монохроматического излучения (опять же условно!) можно считать газовые лазеры, квазимонохроматического (однородного) - светоизлучающие диоды и полупроводниковые лазеры, а источниками излучения сплошного спектра служат естественные излучатели (Солнце, Луна), а также многие типы ламп и нагретые тела.

Так что же должно интересовать экспериментатора при измерении спектрального состава оптического излучения? Правильно, зависимости интенсивности излучения (неважно, будут ли это спектральные линии, полосы или участки сплошного спектра) от частоты V или длины волны X. Как же найти эту зависимость? Очевидно, правильнее всего найти подходящий датчик и ввести его в состав измерительного прибора или устройства, чтобы обеспечить «скольжение» по спектру, «выхватывая» при каждом «шаге» датчика участок спектра с однородным (квазимонохроматическим) пото-ком АФ^. сосредоточенным в узком интервале длин волн АЛ, «вырезаемом» нашим датчиком или прибором в целом. Это «скольжение» именуется сканированием спектра, а «шаг» - разрешающей способностью датчика в составе спектрального прибора. Отношение же ДФех к АХ называется спектральной плотностью потока

Эту задачу как раз и решают соответствующие оптические датчики, с которыми мы познакомимся в дальнейшем. У читателя может возникнуть естественный вопрос: так кому же нужны эти величины? Что дает, например, знание фех источника излучения? Оказывается, многое, так как позволяет метрологически грамотно разрабатывать и использовать методы и средства измерений интенсивностных величин, частоты V и длины волны X, а также создавать самые точные в мире установки, воспроизводящие единицы важнейших оптических величин и именуемые государственными или национальными эталонами.

Таким образом, мы познакомились с двумя видами распределений потока излучения - пространственным и спектральным. В обоих случаях мы имеем дело с соответствующей плотностью потока - пространственной или спектральной, причем «в погоне» за точностью преобразования (и, следовательно, измерения) стремятся предельно уменьшить либо площадку, либо интервал длин волн, «вырезающие» приходящиеся на них элементарные потоки.