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成平行光，用于对目标进行照射。平行光束的辐射功率取决于黑体温度和光学系统参
数。凡是温度高于绝对零度的物体都可以发射红外辐射，所以，从原则上讲，自然界
任何实际物体都是红外辐射源。然而，对红外物理研究物体都是红外辐射源。
任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个
波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有
关，因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家
们定义了一种理想物体——黑体（black body），以此作为热辐射研究的标准物体。
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射（当然黑体仍
然要向外辐射）。黑洞也许就是理想的黑体。
根据基尔霍夫辐射定律，在一定温度下，黑体必然是辐射本领最大的物体，可叫
作完全辐射体。
由此可见，黑体在辐射研究的领域里，有着摒除差异性的普适性，具有绝对的研
究意义。同时将光学也带入了量子领域，为量子力学的建立铺平了道路。
1.2 课题研究现状
随着红外技术的迅速发展，黑体辐射源现已广泛应用到红外成像、红外探测等许
多领域。在红外热像仪中，辐射源的测试和校准技术的结合，通过与其他测试仪器的
比较来实现对红外热像装置的光源系统、信号系统和探测系统等分系统进行测试以及
对整个装置的进行评估。近年来，我国军用红外热像装置的研发和生产规模都在增加，
辐射源也用于星载红外探测装置、海洋观测、大气分析、气象观察等多种用途的装置
中。而这些仪器对辐射源的精度和发射率都有非常高的要求，小口径的黑体辐射源不
能满足上述要求。 美国国家宇航局（NASA）在地球探测卫星（Terra）上装备了一个
面黑体辐射源，用来对立体多光谱成像仪进行高分辨率的校正。
美国学者R.J.Pernic和澳大利亚学者J.S.Lawrence在使用近红外监测系统（the
Near Infrared Sky Monitor—NISM）观测南极天空时发现，辐射源辐射特性的大小
在中低温范围内对探测结果有很大的影响。美国、加拿大、俄罗斯等许多国家都
积极的对面辐射源黑体进行研究。国外的面辐射源生产商主要有美国的EO公司、
MIKKION公司、英国的EALING公司和以色列的CI公司等，他们生产的黑体辐射源结构
基本相同并都采用电阻加热。这些公司给出的辐射面的温度均匀性比较高，但根据实
际测量结果，其温度均匀性并没有这么理想。
我国对面辐射源也展开了积极的研究，大量的红外测温装置在机场、车站、商店
等人员密集处应用，为了对测温装置的准确性进行检测，中国计量科学院设计研制的
BF-50B便携式黑体辐射源标准装置在实际应用中取得了很好的效果。大口径面辐射源
黑体的表面结构往往比较复杂，很难用精确的数值方法进行计算分析，国外学者通常
采用Monte Carlo方法对复杂结构进行模拟并计算辐射源的有效发射率，但对于使用
Monte Carlo方法进行分析的可靠性缺少验证。而对实际使用的黑体辐射源进行评估
是非常困难的，因为其腔体温度分布不均匀，而空腔的有效发射率的稳定性与温度和
波长有着直接关系，所以有效发射率的值不是评价腔体的唯一标准。
2 红外辐射源
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