辐射型太赫兹功率计校准规范.docxVIP

JJF1600—2016

1

辐射型太赫兹功率计校准规范

1范围

本规范适用于频率在0.1THz～10THz、功率在0.1mW～3mW范围内辐射型太赫兹功率计的校准。其他频段和功率范围的功率计可参照本规范执行。

2术语

2.1太赫兹辐射terahertzradiation;THzradiation

频率在0.1THz～10THz范围的电磁辐射，对应波长30μm～3mm。太赫兹辐射频率处于微波与红外的衔接过渡区间，也称为太赫兹波或太赫兹射线。

3概述

辐射型太赫兹功率计是用于测量太赫兹辐射功率的仪器，通常由太赫兹功率计探头和显示仪表两部分组成，结构示意图如图1所示。其工作原理是太赫兹功率计探头的吸收体接收太赫兹辐射，通过传感器将太赫兹辐射功率信号转化为电信号，由显示仪表显示被测太赫兹功率量值。

吸收体传感器

吸收体

题

太赫兹功率计探头显示仪表

图1太赫兹功率计结构示意图

4计量特性

相对示值误差：±20%;

非线性度：±3%

注：以上指标不用于合格性判别，仅供参考。

5校准条件

5.1环境条件

5.1.1环境温度：(23±5)℃,校准期间内温度变化量不大于2℃;

5.1.2相对湿度：≤80%,校准期间内相对湿度变化量不大于3%;

5.1.3其他要求：校准区域内无可感觉到的空气波动、无影响测量数据的电磁干扰和

JJF1600—2016

2

背景辐射干扰。

5.2计量标准器和主要设备

5.2.1标准太赫兹功率计

功率范围：0.1mW～3mW;

频率范围：0.1THz～10THz;

扩展不确定度Ue:≤8%(k=2)。

5.2.2太赫兹辐射源

输出功率：≥3mW;

频率范围：0.1THz～10THz,单频输出

功率稳定度：±2%/h。

5.2.3太赫兹功率衰减器

衰减系数：0.1～0.5;

频率范围：0.1THz～10THz。

5.2.4其他设备

太赫兹功率调节器：调节太赫兹辐射功率至校准点。使用时，应无影响测量数据的反射、干涉或衍射现象；

太赫兹功率监测装置：太赫兹辐射功率不稳定时，用于监测太赫兹功率变化，进行修正校准；

太赫兹光束准直器：太赫兹辐射源输出太赫兹辐射发散时，用于提高太赫兹辐射准直性。

6校准项目和校准方法

6.1校准项目

太赫兹功率测量示值修正因子、非线性度。

表1校准项目表

校准项目

首次校准

后续校准

使用中检验

示值修正因子

十

十

十

非线性度

十

注：“十”表示需校准项目，“一”表示可不校准项目。

6.2校准装置结构示意图

太赫兹功率计校准装置示意图如图2所示。

JJF1600—2016

3

被校太赫兹功率计

太赫兹辐射源太赫兹光束准直器太赫兹功率衰减器标准太赫兹功率计

光阑

图2校准装置示意图

6.3校准前准备

校准前，先对仪器进行外观检查，目测是否有影响计量性能的碰伤、划痕以及影响测量的其他缺陷。必要时，按照仪器使用说明书的规定执行仪器的启动和准备程序。

运行太赫兹辐射源并预热，使太赫兹辐射源处于稳定工作状态。当太赫兹辐射源输出辐射发散时，使用太赫兹光束准直器提高太赫兹辐射光束准直性。通过光阑和太赫兹功率衰减器的组合调节，使通过光阑的太赫兹功率至校准点，且光阑口径小于标准太赫兹功率计与被校太赫兹功率计二者最小探头吸收靶面直径的3/4。

在水平和垂直两个方向移动太赫兹功率计，使太赫兹辐射到标准太赫兹功率计和被校太赫兹功率计中心，并记录相应位置。

6.4校准方法

6.4.1示值修正因子校准

用标准太赫兹功率计和被校太赫兹功率计在光阑后同一位置垂直对准待测太赫兹辐射光束，调节太赫兹辐射功率处于校准要求的量限内。采用标准功率计和被校功率计顺序交替的次序测量同一束太赫兹辐射，共测量3次。

按公式(1)计算修正因子C。

(1)

式中：

Ps——标准太赫兹功率计第i次测量值；

Pour,?——被校太赫兹功率计第i次测量值。

当太赫兹辐射源输出功率不稳定时，可使用太赫兹功率监测装置降低校准不确定度。使用太赫兹功率监测装置的校准装置示意图和校准方法及相关计算公式的说明见附录D。

6.4.2非线性度校准

按照6.4.1的校准方法在0.3mW和3mW功率下分别对被校太赫兹功率计进行校准，得到被校太赫兹功率计在0.3mW和3mW功率的修正因子。则按公式(2)计算

非线性度δt:

(2)

其中，C?和Co.3分别为在3mW和0.3mW功率的示值修正因子。

JJF1600—2016

4

7