[發明專利]估算光電倍增管在低光強條件下的絕對光響應率的方法

有效

• 申請號: 201710451510.4
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107314887B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 趙永建;張向平;方曉華
• 申請（專利權）人: 金華職業技術學院
• 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

1.估算光電倍增管在低光強條件下的絕對光響應率的方法，裝置主要包括激光器(1)、衰減器I(2)、暗箱(3)、分束器I(4)、衰減器II(5)、平面鏡I(6)、快門I(7)、快門II(8)、平面鏡II(9)、分束器II(10)、暗盒(11)、硅光電二極管(12)、待測光電倍增管(13)，所述分束器I(4)、衰減器II(5)、平面鏡I(6)、快門I(7)、快門II(8)、平面鏡II(9)、分束器II(10)、暗盒(11)、硅光電二極管(12)、待測光電倍增管(13)均位于所述暗箱(3)內，所述硅光電二極管(12)、待測光電倍增管(13)位于所述暗盒(11)內，所述激光器(1)發射激光經衰減器I(2)至分束器I(4)，由所述激光器(1)、衰減器I(2)、分束器I(4)、快門I(7)、平面鏡II(9)、分束器II(10)、硅光電二極管(12)組成光路I，由所述激光器(1)、衰減器I(2)、分束器I(4)、衰減器II(5)、平面鏡I(6)、快門II(8)、分束器II(10)、硅光電二極管(12)組成光路II，所述衰減器I(2)、衰減器II(5)與測量系統的光軸均具有一定角度的傾斜以避免干涉，所述硅光電二極管(12)在入射光功率10^-6W條件下的響應率為已知，通過調節衰減器I(2)和衰減器II(5)的參數來測量不同光功率條件下的線性度，設共有n組衰減器參數，以使得入射到所述硅光電二極管(12)的光功率能夠在從10^-6W到10^-16W范圍內變化，

其特征是：所述估算光電倍增管在低光強條件下的絕對光響應率的方法步驟為：

一.使用所述硅光電二極管(12)來作為校準所述待測光電倍增管(13)的絕對光功率的參照，在入射光功率為10^-6W到10^-11W范圍的條件下校準所述硅光電二極管(12)的非線性，方法依次為：通過調節平面鏡I(6)、平面鏡II(9)和分束器II(10)來準直兩束光線并在光學感應器中心的相同點重疊，初始狀態下，快門I(7)和快門II(8)均關閉，接下來，開啟快門I(7)，測得此時所述硅光電二極管(12)的輸出信號I_A，再開啟快門II(8)，測得此時所述硅光電二極管(12)的輸出信號I_A+B，再關閉快門I(7)，測得此時所述硅光電二極管(12)的輸出信號I_B，再開啟快門I(7)，測得此時所述硅光電二極管(12)的輸出信號I′_B+A，再關閉快門II(8)，測得此時所述硅光電二極管(12)的輸出信號I′_A，由下式得到線性度其中k表示上述n組中的一組條件，所述計算線性度的方法能夠消除由線性度測量實驗中的衰減器產生的激光漂移效應，最后，將每個光功率條件下的線性度相乘，得到所述硅光電二極管(12)輸出信號I_A+B(k)的非線性度

二.在入射光功率為10^-6W到10^-11W范圍的條件下校準所述待測光電倍增管(13)的非線性，方法依次為：移除所述硅光電二極管(12)，將所述待測光電倍增管(13)置于原硅光電二極管(12)的位置，通過調節平面鏡I(6)、平面鏡II(9)和分束器II(10)來準直兩束光線并在光學感應器中心的相同點重疊，初始狀態下，快門I(7)和快門II(8)均關閉，接下來，開啟快門I(7)，測得此時待測光電倍增管(13)的輸出信號I_C，再開啟快門II(8)，測得此時待測光電倍增管(13)的輸出信號I_C+D，再關閉快門I(7)，測得此時待測光電倍增管(13)的輸出信號I_D，再開啟快門I(7)，測得此時待測光電倍增管(13)的輸出信號I′_D+C，再關閉快門II(8)，測得此時待測光電倍增管(13)的輸出信號I′_C，由下式得到線性度其中通過調節衰減器I(2)和衰減器II(5)的參數來測量不同光功率條件下的線性度，設共有n組衰減器參數，以使得入射到所述硅光電二極管(12)的光功率能夠在從10^-6W到10^-16W范圍內變化，k表示上述n組中的一組條件，所述計算線性度的方法能夠消除由線性度測量實驗中的衰減器產生的激光漂移效應，最后，將每個光功率條件下的線性度相乘，得到所述待測光電倍增管(13)輸出信號I_C+D(k)的非線性度

三.在入射光功率為10^-11W的條件下，分別用校準后的硅光電二極管(12)和待測光電倍增管(13)測量入射光、且在所述光路II中進行測量，測得校準后的硅光電二極管(12)的光功率數據和待測光電倍增管(13)的光功率數據進行比較，方法依次為：首先，將所述硅光電二極管(12)置于所述光路II中，使用校準后的硅光電二極管(12)測量絕對入射激光功率，其次，移除硅光電二極管(12)，將待測光電倍增管(13)置于原硅光電二極管(12)的位置，并測量了光電倍增管對于入射激光的光響應，其中激光照射的位置調整至與上述步驟一的線性度測量中一致，如此重復十遍，最后，計算所述待測光電倍增管(13)測得的入射光功率與所述硅光電二極管(12)測得的入射光功率的比例，并以此來確定光電倍增管在入射光功率為10^-11W條件下的絕對響應率；

四.估算所述待測光電倍增管(13)在入射光功率10^-16W條件下的非線性特征，并結合上述步驟三中得到的響應率-入射光功率曲線，通過擬合方法，以此估算在光功率為10^-16W時的絕對光響應率；

五.最后得到所述待測光電倍增管(13)在10^-11W到10^-16W范圍的絕對光響應率。