一、光譜輻射度計量簡介
物體發(fā)出輻射主要有兩種形式:一種是熱輻射;另一種是光輻射。任何物體都會發(fā)射熱輻射。溫度低的物體，發(fā)出看不見的紅外輻射，隨著溫度的升高，物體發(fā)出的輻射在短波方向加強，逐漸主現(xiàn)暗紅、偏黃和白色。光輻射是依靠非熱激發(fā)方式來維持輻射的，如電致發(fā)光、光致發(fā)光和化學發(fā)光等。
光譜輻射度學是有關光輻射的測量理論和技術的一門學科。光輻射度計量則是提供輻射測量的計量標準、測量技術，并進行量值傳遞。光輻射度計量所涉及的波長范圍從X 射線、真空紫外、紫外、可見至紅外輻射。
光譜輻射度量分為兩類: 一是描述復合輻射的量，稱為輻射亮度和輻射照度。由于黑體又稱為全輻射體，故黑體的亮度又稱為全輻輻射體，故黑體的亮度又稱為全輻射亮度。黑體輻射建立的照皮又稱為全輻射照度。另一類是描述光譜輻射的量如輻射亮度的光譜密集度(對于具有連續(xù)光譜的復合輻射)和單色輻射亮度(對于具有線光譜的輻射) ，測量結(jié)果往往表示為輻射亮度的光譜密集度按波長的分布，簡稱或總稱為光譜輻射亮度。
光譜輻射度計量標準有兩種類型:一種是基標準輻射源(如不同溫度的黑體輻射源、同步加速器輻射、壁穩(wěn)氣體電弧輻射等多種標準輻射源) 。主要用于標定同類輻射源的輻射亮度、輻射照度、黑體爐和材料的發(fā)射率，校準輻射溫度計、輻射亮度計和輻射照度計。另一種是基標準輻射計，如常溫和低溫電校準輻射計、自校準硅二極管等。
我國的光譜輻射度計量基準體系有兩個分支: 光譜輻射亮度和光譜輻射照度，分別是輻射亮度和輻射照度的光譜密集度隨波長分布的總稱，是光學領域的兩個重要參量，是光學計量領域獨立復觀的重要基準之一。光譜輻射照度是因際計量委員會光度輻射度咨詢委員會(CCPR) 確定的國際關鍵比對項目之一。我國的光譜輻射亮度和光譜輻射照度國家基準裝直建于1975 年。1989 年完成基準裝直第一次技術改造，參加了1990 年光譜輻射照度國際關鍵比對。可見波段與國際參考值的一致性很好，符合在0.80% 以內(nèi)，紫外波段和近紅外波段的發(fā)散分別為12.69% 和6.14% 。針對存在的問題， 2000 年對基準進行第二次技術改造，參加2004 年光譜輻射照度國際關鍵比對，在紫外和可見波段與國際參考值的最大發(fā)散分別改善為1.2% 和2.1% ，達到國際先進水平，同時取得光譜輻射度的國際等效(即國際公認) 。2011 年完成基準裝直的第二次能力提升，基于新的黑體輻射源、BB3500M 和溫度反饋控制系統(tǒng)，研究并建立第四代光譜輻射度國家基準裝直。將光譜輻射亮度和光譜輻射照度的波長測量范圍分別擴展至(230~2550) 納米和(220~2550) 納米，提升了基準裝直的各項性能指標，測量不確定度得到較大改善。
紫外輻射度計量是光輻射度計量的一個重要分支。紫外輻射是指波長范圍在(100~400) 納米的光輻射，一般把(100~280) 納米稱做UVC ，把(280-315) 納米稱做UVB ，把(315-400) 納米稱做UVA 。
我國的紫外輻射照度工作基準建立于1989 年，是一切紫外輻射度量值溯源的最高標準。2006年進行技術改造和能力升級，建立高準確度、寬波段、多元化紫外輻射度計量標準和量傳體系，滿足了更多應用領域的計量需求。2005年參加紫外輻射照度亞太比對，取得兩項參數(shù)第一的好成績。紫外輻射度量值取得國際等效性。
紫外輻射照度計是最常用的測量紫外輻射強弱的儀器， 操作簡單、成本低廉， 一般由余弦浸射器、紫外帶通濾光片、紫敏探測器和顯示儀表組成。由于工藝水平的限制，導致該類儀器存在光譜依賴性缺陷，在使用時應注意。
二、光譜輻射度計量的應用
光譜輻射度計量為應對氣候變化、氣象、航空航天、遙感、海洋水色測量、材料老化、照明、LED 、太陽能光伏、光輻射安全、防曬化妝品檢測與民眾健康、醫(yī)療衛(wèi)生、光電子等領域提供了準確可靠的光譜輻射度計量溯源標準。典型應用如下:
1.應對氣候變化、氣象研究應用：為太陽光譜輻射度的研究與長期監(jiān)測儀器提供光譜輻射照度、紫外輻射照度量值的溯源標準。
2.航空航天領域：為資源衛(wèi)星和多光譜成像系統(tǒng)提供光譜輻射度標定服務。
3.太陽能光伏領域：為太陽模擬器的光譜匹配、模擬器分級提供光譜輻射度量值溯源標準; 為光伏器件的老化測量提供紫外輻射度的計量標準。
4.LED 照明應用：光譜輻射度的準確測量、光輻射安全的測量與評估。
5.海洋水色研究領域：為海洋水色測量儀器一一高光譜輻射亮度和光譜輻射照度定標服務， 分析實際測量與遙感監(jiān)測的等效性。
6.地物遙感：為地物遙感用光譜輻射亮度計提供光譜輻射亮度的準確定標服務。
7.材料老化：為人工氣候老化試驗箱體的光譜輻射度測量提供量值溯源服務。
8.醫(yī)療衛(wèi)生：準確測量紫外消毒與保健光源的輻射照度，確保消毒殺菌的效果。
9.光輻射安全評價:目前各種光源類產(chǎn)品和儀器的光輻射安全重要性已被廣泛認知。2009 年年初， 歐盟通過WTO 向中國等國家通報了歐盟32 號新的環(huán)保指令要求， 其中對LED 、CFL 節(jié)能燈等產(chǎn)品提出了明確的光輻射安全要求， 并且要求執(zhí)行IEC62471 標準。與光輻射安全相關的國際國內(nèi)標準己頒布并被廣泛采用。光譜輻射度計量是確保光輻射安全測量結(jié)果的正確與國際等效性的重要保障。
10.光污染測量：建立環(huán)境光污染的計量標準和量值溯源休系，研究光污染的產(chǎn)生原因，準確測量和評價方法、光污染測量儀器的性能指標對測量結(jié)果的影響， 儀器的量值溯源等問題。光譜輻射度計量是進行光污染測量和評價的基礎。光污染是繼水污染、大氣污染、噪聲污染、團體廢物污染之后的第五大污染，是2 1 世紀直接影響人類健康的又一環(huán)境殺手。光污染問題逐漸受到我國照明產(chǎn)品的科研與設計人員、政府管理部門和廣大消費者的重視。
11.防曬化妝品檢測:紫外線目光模擬儀的光譜輻射度匹配COLIPA 測試以及UVA 、UVA+B輻射照度的量值溯源。
年來，紫外輻射的應用呈急速上升趨勢。在氣候變化、太陽能光伏、飲用水的紫外處理、材料老化、醫(yī)療衛(wèi)生、無損探傷、紫外因化、光刻、光輻射安全等領域中應用廣泛。紫外輻射是一把雙刃劍，在造福人類的同時， 如果使用不當，會威脅人類的生命健康。紫外輻射可直接破壞生物DNA 結(jié)構，誘發(fā)突變而形成皮膚癌，紫外輻射還可以損壞人類免疫系統(tǒng)，誘發(fā)一系列光敏感性皮膚病，誘導皮膚光老化等。
目前，紫外輻射度計量的主要應用如下:
1.醫(yī)療衛(wèi)生、公共場所、藥物消毒殺菌:紫外殺茵的輻射度測量與溯源(UVC 波段) 。
2.飲用水凈化處理: 紫外消毒殺茵是目前飲用水處理的安全有效方法， 如TOC 總有機碳的含量降解、臭氧和氯接分解、脫氯處理等應用中的紫外輻射度測量與量值溯源(UVC 波段) 。
3 . 無損檢測:大型設備(如飛機、火車)裂痕的無損檢測與量值溯源(UVA 波段) 。
4. 光刻、印刷等紫外因化領域:采用高強紫外光源進行紫外固化，紫外輻射的監(jiān)測與量值溯源(UVA 、UVB 波段) 。
5 . 紫外輻射治療與保健: 紫外照射補鈣、保健、治療皮膚病等的準確測量與量值溯源(UVB 波段) 。
6. 太陽紫外的防護: 太陽紫外UVA 、UVB 輻射照度的測量與量值溯源(UVA 、UVB 波段) 。
7. 紫外滅蟲:餐廳、飯店等紫外滅蚊燈(UVA 波段) 。
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