基于频率转移的红外辐亮度绝对测量技术研究

Abstract

基于频率转移技术提出了一种新型红外绝对辐亮度测量方法，实现了红外光源在3 390 nm的绝对辐亮度测量，将光量子“无溯源”定标技术拓展至中波红外。首先，用775 nm连续激光泵浦非周期性极化铌酸锂下转换产生1 005 nm/3 390 nm非简并相关光子对，再利用上转移技术将3 390 nm转换至810 nm，采用参量下转换时间符合法绝对定标上转换单光子探测器在3 390 nm绝对通道量子效率，结合光路的孔径与视场，实现绝对功率响应度至绝对辐亮度定标转换。介绍了基于相关光子时间特性的探测效率定标方法和频率转移的实验装置，分析了死时间、后脉冲、意外符合、非公共部分光路差异性等问题。然后，用定标光路测量了黑体辐射源在125 ℃~200 ℃共4个温度点下3 390 nm的辐亮度，将测量结果与普朗克公式计算辐亮度结果进行对比验证，得到的最大差异为4.3%。研究结果表明，利用下转换和上转换相结合能将相关光子定标技术拓展至中波红外，对实现3 000 nm后的中波红外绝对辐射测量有潜在的应用价值。