Název etalonu: Státní etalon celkového zářivého toku viditelného záření
Kódové označení: ECM 410-1/08-039
Rok vyhlášení: 2008
Pracoviště: odd. 8018, ČMI LPM Praha
Garant: Dr. Ing. M. Šmíd
Počet zajišťovaných CMC řádků: 5
Základní metrologické parametry:
Teplota referenčního bloku | (14 ± 1) K |
Teplota měřicí dutiny | (12 ± 1) K |
Citlivost měřicí dutiny | 5 nW/digit |
Absorbance měřicí dutiny | 0,99990±0,00002 |
Časová konstanta | 70 s |
Aplikované vlnové délky laserového záření: | 356,2 nm |
| 406,7 nm |
| 413,1 nm |
| 476,2 nm |
| 568,2 nm |
| 647,1 nm |
| 799,3 nm |
úroveň potlačení rozptýleného záření | ≤1x10-5 rel. |
celková časová nestabilita měřicího svazku aparatury DPmer během 90 min. | ≤5x10-5 rel |
|
|
Celková kombinovaná rozšířená nejistota | 1x10-4 rel.* |
|
|
*Udaná nejistota je rozšířená nejistota stanovená při úrovni pravděpodobnosti 95%
Státní etalon celkového zářivého toku viditelného záření (VIS) - absolutní kryogenní radiometr - má klíčový význam pro zajištění přesnosti a jednotnosti měření veličin optické radiometrie a fotometrie. Aplikace primárního etalonu celkového zářivého toku viditelného záření v metrologickém schématu návaznosti radiometrických a fotometrických veličin v ČMI řadí naši laboratoř mezi přední v Evropě. Kryogenní radiometr je dále aplikován jako základ stupnice spektrální responsivity fotodetektorů, který následovně zajišťuje přímou návaznost pro měření optického záření v radiometrii, spektro-fotometrii, vláknové optice a v oblasti radiačního měření teploty.
Etalon byl vyvinut týmem Oddělení Optické radiometrie a fotometrie ČMI LPM Praha vedeným Dr. Ing. Markem Šmídem ve spolupráci s laboratořemi NPL (UK) v letech 2002 až 2005, kdy vedle vývoje samotného měřicího systému kryogenního radiometru probíhal v ČMI další nezbytný vývoj jednotlivých dílčích sub-systémů etalonu, zejména laserové části etalonu a systému řízení měřicího procesu. Jeho úspěšným uvedením do provozu v roce 2005 se naše pracoviště zařadilo do výlučné skupiny 7 předních evropských laboratoří v oblasti optické radiometrie a fotometrie.
Etalon sestává z vlastního kryogenního radiometru realizujícího veličinu celkového zářivého toku a sady křemíkových pastových detektorů ČMI1, ČMI2, ČMI3 sloužící jako přenosový etalon celkového zářivého toku.
Aparatura absolutního kryogenního radiometru využívá záření plynového iontového
Kr laseru, jehož emitované záření je stabilizováno systémem externí stabilizace optického výkonu laserového svazku.
Kryogenní radiometr je speciální typ radiometru: Electrical-Substitution Radiometer (ESR). ESR porovnává tepelné účinky měřeného optického záření vyvolané absorpcí v měřící dutině s tepelnými účinky elektrického proudu. Měření optického výkonu se zde převádí na přesněji realizovatelné měření ekvivalentního elektrického výkonu.
Detektor v konkrétním případě kryogenního radiometru je chlazen na kryogenní teplotu okolo 14 K. V těchto podmínkách lze využít supravodivosti elektrických propojení a dojde tedy k podstatnému zpřesnění měření elektrické substituce, dále je dosaženo výrazného nárůstu citlivosti z důvodů snížení charakteristické teplotní kapacity materiálu. Teplota komory je monitorována za použití přesného odporového můstku, který u měřené teploty má rozlišení přibližně 4mK.
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) %.
Etalon – absolutní kryogenní radiometr se úspěšně účastnil klíčového mezinárodního porovnání kryogenních radiometrů CCPR BIPM uvedeného pod označením CCPR-S3. Toto měření v ČMI proběhlo na přelomu roku 2006 – 2007. Závěrečná zpráva byla publikována v roce 2009.
