Název etalonu: Státní etalon celkového zářivého toku ultrafialového záření
Kódové označení: ECM 410-2/08-044
Rok vyhlášení: 2008
Pracoviště: odd. 8018, ČMI LPM Praha
Garant: Dr. Ing. M. Šmíd
Počet zajišťovaných CMC řádků: 6
Základní metrologické parametry:
spektrální rozsah | 220 nm – 400 nm |
spektrální pološířka měřicího svazku FWHM | 6 nm nominální |
nejistota stupnice vlnové délky | 0,1 nm |
Celková kombinovaná rozšířená nejistota* |
|
220 < l < 230 | 2,43 % rel. |
230 < l < 250 | 0,61 % rel. |
260 < l < 400 | 0,33 % rel. |
*Udaná nejistota je rozšířená nejistota stanovená při úrovni pravděpodobnosti 95%
Státní etalon celkového zářivého toku ultrafialového záření byl vyvinut na pracovišti Oddělení Optické radiometrie a fotometrie pod vedením Dr. Ing. Marka Šmída v letech 2002 – 2006. Tento měřicí systém, díky aplikaci vyvinutých sofistikovaných metod měření, využití špičkové optické technologie a dosažení vysokého stupně automatizace měření, dosahuje špičkově rozšířené (k=2) nejistoty měření na úrovni 0,33% relativně. Etalon sestává z monochromátorové aparatury, detektoru PYR-26 a sady tří křemíkových velkoplošných detektorů CMI-SRUV-02, CMI-SRUV-08, CMI-SRUV-09.
Na základě výzkumu byl zvolen zdrojem UV záření kontinuální oblouk v argonové atmosféře hořící na atmosférickém tlaku. Světelný svazek je ze zdroje záření reflexní optikou navázán do vstupní štěrbiny monochromátoru. Geometrie celé aparatury garantuje vysokou homogenitu zobrazované oblasti na vstupní štěrbinu vstupního monochromátoru. Odvod výrazného parazitního tepla systému je řešen výkonným dvou-okruhovým vodním chlazením. Před vstupní štěrbinu dvojitého mřížkového monochromátoru je zařazen mechanický přerušovač svazku "chopper", který zajišťuje modulaci světelného svazku. Pro potlačení vyšších difrakčních řádů mřížky je svazek před vstupem do monochromátoru filtrován sadou separačních filtrů. Při měření temného proudu se využívá závěrky umístěné těsně před sadou separačních filtrů. Opto-mechanická měřicí sestava je umístěna ve světlotěsném krytí na výstupní straně monochromátoru. Světlotěsné krytí zamezuje vlivu okolního záření na výsledky měření. Výstupní svazek monochromátoru je reflexní optikou zaostřen na střed citlivé plochy etalonových detektorů.
Základem pyroelektrického detektoru je 50 mm silný pyroelektrický LiTO3 krystal o průměru 10 mm. Po obou stranách jsou naneseny kovové elektrody. Jedna strana je pokryta zlatou černí a tvoří tak aktivní plochu detektoru o průměru 8 mm. Optické záření dopadající na pyroelektrický detektor je absorbováno vrstvou zlaté černě. Tím dojde ke změně teploty krystalu. Pyroelektrický krystal má vlastní elektrickou polarizaci, která se mění s dynamickou změnou jeho teploty. Buzení přerušovaným optickým svazkem vyvolává na výstupu detektoru velmi slabý střídavý elektrický signál s periodou shodnou s periodou budicího optického signálu.
Přenosový etalon celkového zářivého toku ultrafialového záření (220 nm - 400 nm) je tvořen sadou tří polovodičových křemíkových detektorů značených CMI-SRUV-02, CMI-SRUV-08, CMI-SRUV-09.
Systém je vybaven monitorem okolní teploty s automatickým ukládáním hodnot během měření. Celý systém je plně automatizován a po časově náročném nastavení a vyladění všech parametrů je schopen automatizovaného opakovaného měření zadané úlohy. K řízení celého systému byl v ČMI vytvořen software.
Etalon je umístěn v bezprašné klimatizované laboratoři č. 102 v 1. suterénu budovy ČMI LPM Praha, kde jsou dodržovány referenční podmínky: teplota (20 ± 1) °C, vlhkost vzduchu (50 ± 20) %.
Státní etalon celkového zářivého toku ultrafialového záření je určen především pro kalibraci
a porovnávání přenosových etalonů celkového zářivého toku ultrafialového záření, které pak dále zajišťují přenos veličiny na pracovní etalony nebo pro porovnávací měření se zahraničními metrologickými instituty. Státní etalon je používán zhruba z 20% pro kalibrace nejvyšších etalonů zahraničních laboratoří, nebo špičkových výrobců měřicí techniky.
V roce 2008 se laboratoř úspěšně účastnila bilaterálního porovnání spektrální responsivity detektorů registrovaného jako projekt EURAMET.PR-K2.b.1. V seznamu projektů EURAMET je projekt registrován pod referenčním číslem 1023. Bilaterální porovnání bylo provedené dle technického protokolu zpracovaného WG 8 CCPR BIPM pro účely klíčového porovnání spektrální responsivity detektorů. Porovnání bylo provedeno pro ultrafialovou spektrální oblast na středních vlnových délkách aplikovaného kvazi-monochromatického záření 300 nm až 400 nm s krokem 10 nm.
