[發明專利]一種光電探測器絕對光譜響應的校準方法及其裝置

有效

• 申請號: 201210395731.1
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102914323A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 呂毅軍;朱麗虹;陳國龍;高玉琳;陳忠
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及光電探測器的測試，尤其是涉及一種光電探測器絕對光譜響應測試的校準方法。

背景技術

光電探測器是光電轉換器件，在光譜測量中，光電探測器的光譜特性是器件選擇的重要依據，因此光電探測器光譜響應測試在光電探測器的生產、檢測和應用等領域有著良好的應用前景。響應度是光電探測器最重要的性能參數，也是其它參數計算的重要依據之一。光電探測器的光譜響應度分為絕對和相對兩類。絕對光譜響應度R_Φ(λ)是指在某一特定波長λ處，光電探測器輸出的電流與其接收到的輻射通量的比值:

RΦ(λ)=I(λ)Φ(λ)(A/W)---(1)]]>

實驗過程中，一般光測量相對光譜響應，再進一步校準得到絕對光譜響應補入。校準過程中入射光斑小于或等于器件的光敏面積，輻射功率被器件完全接收。一般以低溫輻射計為初級標準進行高精度光輻射定標和標準傳遞補入，而以校準過的高靈敏度光電探測器作為傳遞標準進行待測探測器的相對和絕對光譜響應測量。

實際測量中，一般選用激光作為絕對響應校準用光源補入，因為激光光束發散角很小，一般經過聚焦等光路調整后，全部輻射能能夠落在光電探測器的接收面上，直接可以測定其輻射功率。但是輻射場入射光斑由于像差等原因往往不能聚焦到很小，直接測量絕對光譜輻通量響應度R_Φ(λ)對于光敏面積小的光電探測器難度較大；對于紅外波段光電探測器，聚焦就更困難；而對于帶有放大功能的光電探測器，由于激光功率較大，容易出現飽和。另一方面，單色光均勻性和光斑大小與標準探測器之間的匹配度也會進一步引起測試誤差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光電探測器絕對光譜響應的校準方法及其裝置。這里我們利用LED光譜參數可調、穩定的優點作為校準用光源，使輻照度均勻的輻射場面積大于光電探測器的有效光敏面積，并利用標定過的已知絕對光譜輻照度的標準光電探測器測量校準光源LED的輻照度，然后在已知照度下測量待測光電探測器接收到的總輻射功率，通過計算得到待測光電探測器的絕對光譜響應度及外量子效率，使待測光電探測器絕對光譜響應校準不受有效光敏面積限制，擴大了系統的使用范圍。

本發明所述一種光電探測器絕對光譜響應校準裝置設有光柵光譜儀、光電采集電路、計算機、待測光電探測器、標準光譜輻照度探頭、圓形套筒、平行光會聚透鏡組、LED光源、LED溫控夾具和LED穩流源。

所述光電采集電路的輸入端接光柵光譜儀的輸出端，所述光電采集電路的輸出端接計算機的輸入端口；LED光源固定在LED溫控夾具上，所述平行光會聚透鏡組設在LED光源的前方并固定在圓形套筒上，待測光電探測器或標準光譜輻照度探頭固定在圓形套筒內，待測光電探測器的光敏面積上的輻照度與標準光譜福照度探頭探測到的輻照度一致；LED光源與LED穩流源連接。

本發明所述光電探測器絕對光譜響應的校準方法，采用所述一種光電探測器絕對光譜響應校準裝置，所述校準方法包括以下步驟：

1）測量出待測光電探測器的相對光譜響應，得到待測光電探測器的相對光譜響應曲線；

2）把標準光譜輻照度探頭和LED光源固定在圓形套筒里，點亮LED和開啟LED溫控夾具，待溫度穩定后測出不同電流下LED的光譜輻照度分布。

3）把標準光譜輻照度探頭卸掉，將待測光電探測器通過底座固定在圓形套筒中，使其感光處和原來標準光譜輻照度探頭處于同一位置;

4）待測光電探測器的響應電流經帶有精密電流表的光電采集電路采集不同波長光照下的響應電流值，并送給計算機處理；