[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

本發明提供了一種陣列太赫茲探測器響應度參數的標定方法和裝置。本發明所述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等五部分。本發明的陣列太赫茲探測器響應度參數的標定方法和裝置使用標準單像元探測器對比的定標方法，可以對陣列太赫茲探測器實現精確定標，降低量值傳遞的不確定度，并通過在波路中加入監視探測器，消除波源穩定性對于傳遞結果的影響，使標定結果更準確。

技術領域

本發明屬于測試計量技術領域，涉及一種陣列太赫茲探測器響應度參數的標定方法和裝置。

背景技術

太赫茲(THz,1THz＝10¹²Hz)輻射泛指波長在30μm～3mm區間，電磁輻射頻率在0.1～10THz這個區間，它是位于電磁輻射區域內毫米波與紅外光之間的一種波。結合了光子學與電子學這兩大學科特色的太赫茲，不僅在物理、化學、生物這幾個領域，更在材料、天文、醫學等領域中都具有極其重要的應用價值和十分龐大的運用潛能。長期以來，因為太赫茲缺少能夠有效生產和檢測的方式，因此與傳統的微波技術、光學技術相比而言，人們對太赫茲波段電磁輻射性質的認識相對來說要少許多，從而導致太赫茲波段成為了電磁波譜中的空白。因此，限制太赫茲技術的發展和廣泛應用的主要原因之一是缺乏有效的測量方法和測量儀器，太赫茲計量儀器量值很難溯源，測量的準確度和有效性較難評估。

響應度參數是描述器件光電轉換能力的物理量，也是決定陣列太赫茲探測器性能的一個非常重要的指標。近年來，關于太赫茲探測器的標定在國際上引起了相關的關注，2009年，Steiger及其在PTB的同事對低溫輻射計進行了太赫茲輻射測量的可溯源測量，然后將太赫茲輻射測量追溯到了國際單位制(SI)，在國際上首次實現了2.5THz頻率處太赫茲輻射度的量值溯源，但是低溫輻射計輻射吸收腔在太赫茲波段的腔體吸收率無法準確評估，因此只給出了7.3％的合成不確定度(包括因子k＝1)。2011年，美國標準技術研究院的John Lehman等發現，隨著碳納米管長度的增加，反射率隨之降低，利用1.5mm高垂直生長的碳納米管陣列在0.76THz頻率處實現了99％的吸收率。然而在太赫茲波段，他們只給出了0.76THz頻率處的測量結果。2013年，中國計量科學研究院鄧玉強等人研制了一種混合涂層，在太赫茲寬波段范圍內吸收率高，并且易于制備，通過此涂層作為吸收材料制成的標準探測器有利于將太赫茲輻射追溯至SI。

目前太赫茲探測器的計量存在局限性，太赫茲探測器的計量多采用標準光源定標方法，由于其光源自身不確定度較高，且在定標過程中易引入一些無法準確測量的不確定度因素。因此，為進一步提高定標精度，提供一種使用標準單像元探測器對比定標方法的陣列太赫茲探測器響應度參數的標定方法和裝置實屬必要。

發明內容

針對背景技術的不足，本發明的目的在于提供一種陣列太赫茲探測器響應度參數的標定方法和裝置，可以對陣列太赫茲探測器實現精確定標，降低量值傳遞的不確定度。

為達到上述目的，本發明提供一種陣列太赫茲探測器響應度參數的標定方法和裝置。

一種陣列太赫茲探測器響應度參數的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等五部分。

所述太赫茲發射模塊至少包括單頻太赫茲源和驅動電源，將所述單頻太赫茲源與所述驅動電源連接，用于將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以中國計量科學研究院自主研制的在太赫茲波段具有寬帶的、高吸收率的SiC顆粒混合涂層作為吸收材料而制造，用于作為計量標準實現量值溯源。所述監視探測器分別與所述標準單像元探測器和所述待測陣列探測器進行同時測量，用于消除太赫茲波源穩定性對于傳遞結果的影響。