為了準(zhǔn)確測量光源的光波動的測量方法

　  為了準(zhǔn)確測量光源的光波動，對探測器有三個要求: (1) 帶視見函數(shù) V (λ) 修正; (2) 能響應(yīng)頻率為 100 Hz 的波動光信號; (3) 線性響應(yīng)范圍寬。本節(jié)分別使用了快速線性照度傳感器、光敏二極管、普通照度計探頭和光電倍增管結(jié)合數(shù)字存儲示波器對電感鎮(zhèn)流的36 W T8熒光燈的光波動進行了測量。示波器為 LDS Nicolet Sigma 60，10 bit，采樣精度0.5 %，采樣時間 20μs。為減小噪聲，四種測量線路1中，接示波器的信號線必須用 BNC 同軸電纜接頭。
    照度傳感器為杭州遠方光電信息有限公司研制 ,探頭V(λ)修正水平達到國家一級水平要求，照度測量范圍１０0～１０6lx，光度線性優(yōu)于 1 %，響應(yīng)頻率DC～1.5 kHz。照度傳感器用9V干電池驅(qū)動，輸出電壓0～4V。測量時照度傳感器探頭放置于燈的正下方，用示波器記錄200 ms的信號。調(diào)節(jié)燈與探頭之間的距離，使示波器測量的最大值小于4V。暗室條件下測量照度傳感器的背景噪聲，在計算波動深度、閃爍指數(shù)時扣除。
    光敏二極管測量線路如圖2所示。光敏二極管型號為2CU5S，峰值波長940nm，響應(yīng)時間15ns，響應(yīng)角度±15°。直流電源9V，負載電阻1M Ω, 接示波器。整個線路封閉在一個接地的鋁盒內(nèi)，以減小噪聲。測量時調(diào)整光敏二極管與燈的距離，使示波器測量的光信號的最大值小于1V，然后記錄200ms的信號。在暗室下測得光敏二極管的背景噪聲，在計算時扣除。
    普通照度計探頭的測量方法同照度傳感器。
    光電倍增管選用響應(yīng)曲線峰值位于可見區(qū)的型號，用直流高壓電源供電。倍增管封在銅盒內(nèi)，銅盒小孔光闌的直徑為0．18mm。取電感鎮(zhèn)流的 36 W T8 熒光燈為樣燈，分別用四種探測器進行測量，光信號波形如圖3所示。為便于比較，信號幅度已歸一化。由圖3(c)可見，普通照度計探頭測得的信號變化幅度很小，這是因為其響應(yīng)時間只有10ms量級，相當(dāng)于對100Hz 的光信號進行了濾波，使振幅很大的波形平滑了。因此，普通照度計探頭無法用于光源光波動的測量。由圖3(a，b，d) 可見，三者的光信號波形差不多，說明響應(yīng)速度都足夠快。
    表 1為四種探測器的性能比較和測得的光波動參數(shù)。表1顯示，普通照度計探頭測得電感鎮(zhèn)流 T8熒光燈的波動深度只有7.1 %，只有其他探測器測得值的1/6～1/7。光電倍增管與光敏二極管的響應(yīng)時間為 ns量級，遠小于普通電子鎮(zhèn)流器的周期 (> 20μs) 。倍增管的波動深度仍然比光敏二極管大6%，原因是兩者的光譜響應(yīng)曲線不同，倍增管的響應(yīng)峰值在可見區(qū)，而光敏二極管的響應(yīng)峰值在近紅外區(qū)。倍增管雖然響應(yīng)時間最快，但由于它需要高壓電源供電，且強光下容易疲勞，不便于用來測光源光波動。從原理上來說，準(zhǔn)確測量光波動需要用線性照度傳感器。光敏二極管價格低廉、操作簡單,可在一般測量時選用。因此，第4節(jié)的實驗中均采用照度傳感器和光敏二極管來測量。
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