[發明專利]一種陣列太赫茲探測器響應度參數的標定方法和裝置

有效

• 申請號: 201810029697.3
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108225554B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 方波;戚岑科;章樂;李雪;蔡晉輝;胡佳成
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

1.一種陣列太赫茲探測器響應度參數的標定方法，采用如下標定裝置，該標定裝置至少包括太赫茲發射模塊、太赫茲接收模塊、二維平移裝置、光學鏡片組、數據采集處理和顯示模塊；

所述太赫茲發射模塊至少包括單頻太赫茲源和驅動電源，所述單頻太赫茲源與所述驅動電源連接，所述單頻太赫茲源在所述驅動電源驅動下輻射出單頻太赫茲波；

所述太赫茲接收模塊至少包括標準單像元探測器、待測陣列探測器和監視探測器，所述標準單像元探測器用于計量標準實現量值溯源；所述監視探測器用于消除太赫茲波源穩定性對于傳遞結果的影響；

所述二維平移裝置至少包括精密平移臺和多個夾具，所述精密平移臺和夾具用于裝夾所述標準單像元探測器和所述待測陣列探測器，并通過計算機控制所述標準單像元探測器和所述待測陣列探測器進行切換，使兩探測器分別移入波路；

所述光學鏡片組至少包括一組拋物面反射鏡、一塊分光鏡和一個矩形光闌；所述拋物面反射鏡一塊放置于所述單頻太赫茲源一側，用于將發散的太赫茲光轉變為平行光；所述拋物面反射鏡另一塊放置于所述分光鏡后，用于將平行的太赫茲光進行匯聚；所述矩形光闌用于通光并使單頻太赫茲波形成矩形光斑；

所述數據采集處理和顯示模塊至少包括測量信號放大電路和示波器，所述測量信號放大電路用于將探測器輸出的電壓值進行放大，所述示波器分別與所述驅動電源，所述標準單像元探測器，所述待測陣列探測器和所述監視探測器連接，用于對信號進行顯示和讀取；

其特征在于：所述的標定方法至少包括以下步驟

S1：打開所述驅動電源使其輸出電壓達到穩定值，使其與所述單頻太赫茲源連接，輻射出的單頻太赫茲波經過所述拋物面反射鏡轉為平行光后，通過所述分光鏡進行分束，部分波路經過所述拋物面反射鏡匯聚后進入所述監視探測器，部分波路通過所述矩形光闌入射到所述精密平移臺的接收面上，所述標準單像元探測器和所述待測陣列探測器通過夾具裝夾于所述精密平移臺上，通過計算機控制所述精密平移臺上探測器的切換，可使兩探測器分別移入波路；

S2：在一定頻率點f處用氦氖激光器標定所述標準單像元探測器，得到標準單像元探測器的響應度R_THz，將所述標準單像元探測器移入波路，對標準單像元探測器和監視探測器經過放大電路后同時進行信號采集，標準單像元探測器進行信號采集時的電信號為U₀，此時，監視探測器進行信號采集時的電信號為U_M0；

S3：通過直角刀口法得到光斑各個單元的輸出電壓U_ij，同時得到各個單元輸出電壓時監視探測器的電信號U_Mij，則光斑各單元相應的輸入功率P_ij為：

通過對各單元的輸入功率進行擬合，即可得到所述矩形光斑的功率分布；

S4：將所述待測陣列探測器移入波路，對待測陣列探測器和監視探測器經過放大電路后同時進行信號采集，若所述待測陣列探測器規格為x×y，得到待測探測器的各個像元進行信號采集時的電信號為U_xy，該像元在所述矩形光斑上所對應的功率大小為P_xy；此時，監視探測器進行信號采集時的電信號為U_Mxy，則待測陣列探測器各個像元的響應度R_xy為：

通過各個像元的響應度，即可求得待測陣列探測器的平均響應度

完成響應度的標定，并進行不確定度評定。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：應確定所述標準單像元探測器和所述待測陣列探測器的位置，確保接收相同位置的光斑并且探測器中心在同一水平線。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：應經預熱處理后待輸出穩定后再進行信號采集，測得指定探測器的輸出信號，采集多次取平均值，以消除測量中的隨機誤差。