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双波长测温仪激光辐射屏蔽装置设计有哪些解决方案

日期: 2022-03-16
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在主动式测温理论模型中,会有明显的激光辐射从样品上反射回来,被光电二极管收集导致饱和,甚至可能损坏光电二极管。因此在实验系统设计中有一个重要难题,即在检测微弱调制温升辐射信号的同时,阻挡另一通道与激光同波长的探测器接收反射的激光辐射。针对这种情况,双波长测温仪激光辐射屏蔽装置设计有哪些解决方案?

双波长测温仪‍2.png

1、双通道机械斩波法

双通道机械斩波法为避免探测器由于接收大量反射或散射辐射的激光而被损坏,通过使用一个频率远高于主动式测温系统调制激光频率的快速机械斩波器,经过适当的相移和标记空间比,被输入到激光器的外部输入中,以便当激光束照射在样品上时,探测器被阻挡接收反射激光,反之亦然。通过该方法将激光与温升辐射分离,可实现双通道同时测量。该方法优点是可以完全消除反射激光辐射,除干涉滤光片外,不需要额外的光学滤光片,从而可以同时测量双通道。缺点是高频机械斩波会造成温升辐射信号衰减,由激光调制频率中的谐波混合项产生的相位噪声会引起的锁相输出信号中含附加噪声,实验布局会受到激光和温升辐射穿过同一个斩波盘对侧的限制。

2、单通道交替快门法

单通道交替快门法是在滤光片辐射计前端设计激光辐射屏蔽装置。屏蔽装置可控制激光器和辐射计之间光路通断,每次进行单通道信号测量。这样可以确保不会有反射的激光辐射到达光电二极管,从而保护光电二极管免受损坏。然后交换测量通道和光快门的通断,完成另一通道的信号测量,终实现整个系统的反序波长探测。该方法优点是能够获得高信号强度(与机械斩波法相比),不会对实验布局施加物理限制。缺点是不能实现双通道同时测量。

综合以上结果,并考虑到双波长测温仪潜在的应用环境,主动式测温系统更适合采用单通道交替快门法,一方面可以获得较高强度的温升辐射信号,同时实验系统各部分光路通过光纤连接,光快门便于加入其中,可以对反射的激光辐射进行消除。

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