[發明專利]一種光探測器線性范圍的測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201110461218.3
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102721528A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 郭維新;袁秀麗;楊慶坤;李妙堂
• 申請（專利權）人: 北京濱松光子技術股份有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光探測器線性范圍的測試裝置及測試方法，特別是一種光路設計簡單、成本較低并且準確度高的線性范圍測試裝置。

背景技術

對于光探測器來說，線性范圍，即輸出動態范圍，是最重要的技術指標之一。在線性范圍內，探測器輸出信號的信號與入射光的輻通量成線性關系。探測器不能在超出線性范圍內工作。

探測器線性范圍的測試需要滿足兩個條件：一是能夠提供可變光強的光源；二是能夠測得探測器輸出隨光強變化的響應曲線。

測試線性范圍的最基本方法是距離平方反比法，即根據平方反比定律在光軌上通過改變光源與探測器光敏面之間的距離來測量線性，但是這種方法受制于光軌的長度，不能做大范圍內的線性測量，并且當探測器與光源距離較大時，雜散光的影響十分明顯。

采用濾光片組或偏振片組的方法能夠實現大范圍內的線性測量。但是，采用濾光片組，入射光的光強受制于濾光片的特性而不能連續變化，且考慮到濾光片之間的影響，入射光強與理論值會有差異；偏振片組的方式通過改變偏振片間的夾角獲得不同強度的光，因此偏振片間夾角的微小變化可能對入射光的光強造成較大影響，導致測試結果的精確度并不高。

最常用的是雙光路法，即用兩路光入射到探測器上，測試兩路光分別照射到探測器上的輸出信號之和與兩路光同時照射到探測器上的輸出信號的線性關系。但這種方法由于至少需要使用兩個光路，為避免光路間的干擾，光路設計比較復雜，成本較高。

發明內容

本發明針對現有技術所存在的上述問題提供了一種光探測器線性范圍的測試裝置及測試方法，其要解決的技術問題在于：該測試裝置及測試方法可實現入射光強在大范圍內連續變化，光路設計簡單，成本低，測試精度高。

為了解決上述問題，本發明采取的技術方案如下：

提供一種光探測器線性范圍的測試裝置，它包括光源和探測系統，在光源和探測系統之間設有光處理系統，所述光處理系統包括減光裝置和分光裝置，所述減光裝置包括偏振片組，所述分光裝置包括一個專用減光片或者一個分光鏡片。

所述專用減光片可以移出或移入測試光路，通過將專用成光片交替移出和移入測試光路產生線性范圍的兩個變量。

所述分光鏡片分別與被測探測器和參考探測器光學連接，用于將入射光分成測試光和參考光，通過測試光和參考光得到線性范圍的兩個變量。

所述偏振片組中偏振片間的夾角依據探測器的輸出信號強度進行調節。

所述減光裝置還包括可選減光片，在測試過程中根據需要選擇使用。

上述線性范圍測試裝置中，所述減光片優選為中性減光片。

上述線性范圍測試裝置中，所述光源為單色光源，或準單色光源。

上述線性范圍測試裝裝中，所述測試裝置還包括單色儀，所述單色儀位于光源和光處理系統之間。

本發明揭示了一種采用上述裝置測試光探測器線性范圍的方法，其具體步驟包括：首先，調節光處理系統，將專用減光片移出測試光路得到被測探測器的第一輸出信號I₁；然后，將專用減光片移入測試光路得到被測探測器的第二輸出信號I₂；最后，通過調節光處理系統得到不同光強下的第一輸出信號和第二輸出信號，并繪制第一輸出信號與第二輸出信號之比I₁/I₂與第一輸出信號I₁的關系曲線，或繪制第一輸出信號I₁與第二輸出信號I₂的關系曲線。

本發明還揭示了一種采用上述裝置驗證光探測器線性范圍是否準確的方法，其具體步驟包括：首先，用分光鏡片取代專用減光片，將分光鏡片分別與參考探測器和被測探測器連接；然后，通過光處理系統調節光強，測試不同光強下參考探測器與被測探測器的輸出信號；最后，繪制參考探測器輸出信號與被測探測器輸出信號的線性關系。

本發明通過光處理系統中的偏振片組和可選減光片，實現了光強的大范圍連續變化；通過光處理系統調節光強，不依賴于探測器與光源間的距離，減小了測試裝置的體積，避免了因距離大導致測試精度不高的問題；測試時依據探測器的輸出信號強度改變偏振片組的夾角，避免了偏振片夾角變化對測試精度的影響；采用減光比變化或雙探測器測試線性范圍的方式，光路設計簡單，避免了多光路的干擾，減少了光學元件的使用，提高了測試的精度；并通過分光鏡片和參考探測器對所測試的線性范圍進行驗證，更保證了測試的準確性。

附圖說明

圖1是本發明的光探測器線性測試裝置的原理框圖。