[發(fā)明專利]一種光電探測器絕對光譜響應率的標定方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110233175.3
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102384761A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 陳紹武;王平;宇文璀蕾;馮國斌;閆燕;馮剛;馬志亮;張磊
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發(fā)明涉及一種光電探測器響應率參數(shù)的標定方法，尤其是一種利用探測器光譜響應特性實現(xiàn)絕對光譜響應率的標定方法。

背景技術

光電探測器是一種將光信號轉換為電信號的傳感器，區(qū)別于傳統(tǒng)的熱探測器，因具有響應時間快、靈敏度高等特點，廣泛地用于光學測量領域，由于其具有波長選擇性，即響應率隨所探測的光譜變化，因而其絕對光譜響應率即在特定波長下的絕對響應率參數(shù)的精確測量成為一個技術難題。

光電探測器的絕對光譜響應率R_λ是指在指定波長λ下，探測器所產(chǎn)生的信號S與入射的該波長光功率P_λ的比值，R_λ＝S/P_λ，要實現(xiàn)其絕對測量需要測量得到入射到探測器的該波長的光功率P_λ和光電探測器產(chǎn)生的信號S。現(xiàn)有的光譜響應率測量法主要是相對測量法，通常將黑體、能斯特燈、硅碳棒等寬譜光源發(fā)出光經(jīng)過光柵分光后入射到探測器，并根據(jù)探測器響應的電壓或電流信號幅值，計算得到較為準確的相對光譜響應值。但由于上述光源的光強很弱，再經(jīng)過波長分光后其功率更弱，故很難精確測量得到分光后的光功率，而根據(jù)寬譜光源的輻射特性并結合光柵衍射參數(shù)計算得到的絕對輻射功率值，由于計算環(huán)節(jié)和影響因素多，也難以得到精確的光源絕對功率值，最終影響到探測器在指定波長下的絕對響應率測量和標定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種光電探測器絕對光譜響應率的標定方法，解決現(xiàn)有絕對標定方法中由于寬譜光源分光后功率太弱而引起的標定不確定度較大的問題。

本發(fā)明的技術解決方案是：

一種光電探測器絕對光譜響應率的標定方法，包括以下步驟：

[1]測量光電探測器的相對響應率幅值序列：

寬譜光源經(jīng)過光譜分光后入射到探測器光敏面，測量得到探測器在λ_min～λ_max光譜區(qū)間內(nèi)的按照波長順序排布的相對響應率幅值序列k_i，其中包含特定波長λ_m和λ_n相對應的幅值k_m和k_n；所述的λ_m為需要標定的波長，λ_n為與需要標定的波長臨近的激光器的波長；

[2]測量光電探測器在波長為λ_n時的絕對響應率

用波長為λ_n的激光器入射到探測器光敏面，測量得到光電探測器在波長λ_n下的絕對響應率

[3]計算光電探測器在波長為λ_m時的絕對響應率

按照公式計算得到光電探測器在波長λ_m的絕對響應率。

上述測量光電探測器在波長λ_n時的絕對響應率的步驟為：

[1]在激光入射光路上沿激光入射方向先后準直布置光闌孔、光電探測器，所述光闌孔的孔徑略小于探測器光敏面；

[2]測量得到波長λ_n激光束經(jīng)過光闌孔后探測器的輸出信號U；

[3]在探測器前采用光功率計測量得到光闌孔后的激光功率P；

[4]計算得到光電探測器在波長λ_n下絕對響應率

上述的光闌由兩個已知刻度且縫隙寬度可調(diào)節(jié)的狹縫相互垂直拼接而得。

上述寬譜光源為黑體源、鎢燈、硅碳棒、能斯特燈或石英加熱管。

上述激光器為266nm固體激光器、0.532μm固體激光器、1.06μm固體激光器、1.55μm半導體激光器、2.0μm光纖激光器、3.39μmHe-Ne激光器、10.6μm二氧化碳激光器或中遠紅外波段量子級聯(lián)激光器。

本發(fā)明具有的有益效果：

1、本發(fā)明采用波長替代的方法，利用了同一寬譜波段內(nèi)不同波長的激光器測得探測器單點絕對響應率值，再結合寬譜光源測得的探測器相對響應率序列，計算得到了探測器在指定波長下的絕對響應率值，克服了由于寬譜光源功率太弱無法絕對標定探測器響應率參數(shù)，激光器波長又與指定的波長有差異的標定問題，實現(xiàn)了光電探測器絕對光譜響應率的標定。

2、本發(fā)明的光電探測器絕對光譜響應率的標定方法可用于紫外、可見光和紅外波段，具有廣泛的適用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明光電探測器在波長λ_n下絕對響應率測量光路圖；

圖2為本發(fā)明由兩只相互垂直的寬度可調(diào)節(jié)狹縫板拼接的光闌示意圖；