高亮度积分球光源的热设计与光谱性能

本文主要探讨了一种针对空间光学遥感器实验室辐射定标需求而设计的高亮度积分球光源的热设计。随着光学系统口径的持续增大，对于精度较高的辐射校准变得越来越关键。这种光源采用了近距离小面源照明的方式，以实现高效的定标效果。 设计的核心是解决高亮度积分球在运行过程中产生的热量问题。由于高亮度可能会导致过热，文章重点介绍了采用水冷散热技术来确保光源稳定工作的方案。设计了一套专门的散热管路系统，当循环水流速设定为0.1 m/s时，通过有限元分析法进行热仿真模拟，结果显示，使用溴钨灯作为光源，其附近区域的温度能够维持在大约125°C，而积分球出光口的温度则保持在约80°C。这个温度控制在可接受范围内，有助于防止元件过热损坏。 实验验证了这些仿真结果，实际测量中，溴钨灯附近的温度同样稳定在125°C左右，而出光口的温度稍有提升，维持在100°C。通过对实验数据和仿真分析的对比，作者确认了理论计算和热仿真模型的有效性。 此外，文章还报告了光源在400~900nm波段范围内的光谱辐亮度，达到了6714 W/(m²·sr)，这是一个重要的光学性能指标，表明该光源在提供高亮度的同时，具有良好的光谱分布特性，能满足空间光学遥感器的辐射定标需求。 这项研究不仅解决了高亮度积分球的热管理问题，还提供了关键的光学参数和性能数据，对于提升空间光学遥感器的辐射定标精度以及延长其使用寿命具有重要意义。关键词包括遥感、高亮度、水冷技术和光谱辐亮度，反映出文章的研究焦点和实际应用价值。