1 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
2 电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
3 中电科思仪科技股份有限公司, 山东 青岛 266555
绝对光谱响应度是探测器的重要技术参数之一, 随着太赫兹探测技术的发展, 精确测量太赫兹探测器的绝对光谱响应度变得越来越重要。 由于在太赫兹波段缺乏连续可调谐的太赫兹光源以及分光系统, 因此无法采用传统测量红外探测器绝对光谱响应度的方法来实现对太赫兹探测器绝对光谱响应度的测量。 基于反射法测量了2~10 THz相对光谱响应度, 通过CO2泵浦气体激光器作为泵浦光源测量了2.52和4.25 THz绝对响应度, 转化得到2~10 THz探测器的绝对光谱响应度, 并且对2.52和4.25 THz绝对响应率和相对光谱响应度这两个频率点进行了相互验证, 2.52和4.25 THz绝对响应度测量值之比为0.753, 相对光谱响应度测量平均值之比为0.749, 两者之差仅为0.004, 因此, 说明本文采用的反射法测量太赫兹探测器相对光谱响应度的方法是可行的。 另外水汽在太赫兹波段的测试有很大的影响, 对1.5~10 THz波段大气的衰减特性进行了测试, 试验表明水汽对太赫兹波有明显的衰减作用, 在不同环境湿度下测量时会产生不同的结果, 因此在太赫兹探测器测量过程中需要严格的控制大气的湿度, 从测试数据可得到, 大气中的湿度越小越好。 特别是在3.3 THz波段之前, 由于本身的信号比较弱, 如果水汽过大或测试过程中变化较大, 将严重影响测试效果。 该系统可以满足太赫兹探测器的研制、 生产、 检测和应用, 它可以为材料的选取、 工艺改进、 数据补偿、 光学系统设计、 图像处理提供指导, 同时也可以推动太赫兹**装备效能的重要依据。 因此, 太赫兹探测器绝对光谱响应度的测量对器件设计制造者、 成像装备系统设计制造者以及器件使用者来说都具有非常重要的指导意义。
太赫兹探测器 反射法 绝对光谱响应度 相对光谱响应度 水汽 Terahertz detector Reflection method Absolute spectral responsivity Relative spectral responsivity Water vapor 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1017
华中科技大学 光学与电子信息学院 光电工程系, 武汉 430074
为了准确测量光电成像系统的绝对光谱响应效率, 采用光学系统光能量传递公式以及图像传感器的物理模型, 得到了光电成像系统绝对光谱响应效率的计算公式, 在此基础上设计了基于积分球、多光谱发光二极管光源、标准探测器及透射式平行光管的光电成像系统绝对光谱响应效率测量装置, 并对光谱响应效率已知的可见光数字相机进行实验测量和分析。结果表明, 在380nm~1100nm波长范围内测量装置测得的可见光数字相机的绝对光谱响应效率与标准值具有较好的一致性, 最大相对误差为1.7%, 各波长点的测量不确定度在置信概率为95%时均小于0.2%, 满足一般的测量要求。该装置能够准确地对光电成像系统的绝对光谱效应效率进行测量。
成像系统 图像传感器 绝对光谱响应 标准探测器 imaging systems image sensor absolute spectral response standard detector
长波红外光谱(8~14 μm)是介于中红外和太赫兹波之间的重要电磁辐射, 对应着地球表面常温目标物体的光谱辐射波段和地球“第三大气窗口”, 相对于短波和中波光谱辐射, 长波红外辐射受大气散射影响较小。 因此, 长波红外光电探测器在红外光谱成像、 红外侦察、 光谱探测等领域得到广泛使用。 绝对光谱响应率作为表征探测器响应能力的主要参数之一, 对其高精度标定的需求亟待解决。 现在传统方法, 即基于标准辐射源的定标方法已无法满足诸多高精度绝对光谱响应率的应用需求。 目前, 国内还没有建立基于激光光源和低温辐射计的长波红外绝对光谱响应率校准装置, 主要原因是缺少光功率稳定、 光束质量高的激光光源, 以及性能稳定的长波红外传递标准探测器。 针对此问题, 开展了以激光为光源, 以低温辐射计为光功率测量基准的长波红外绝对光谱响应率量值溯源技术研究。 课题组选用可调谐CO2稳频激光器作为光源, 以低温辐射计作为光功率测量基准; 采用CdTe晶体电光调制器搭建了激光功率稳定控制系统; 根据光束传输理论, 搭建长波红外空间滤波器以优化光束质量; 采用积分球与HgCdTe探测器组合, 研制了性能稳定可靠的标准传递探测器, 建立了长波红外探测器绝对光谱响应率高准确度校准装置, 实现长波红外光谱范围(9.2~10.8 μm)探测器绝对光谱响应率的高准确度校准测量。 选择可调谐激光器输出的波长值9.62和10.60 μm分别对积分球型HgCdTe探测器进行了测量。 实验结果表明, (1)利用低温辐射计准确测量光功率, 光功率测量不确定度优于0.30%~0.42%(k=2); (2)探测器绝对光谱响应率测量不确定度优于0.80%~1.02%(k=2), 其他波长点可参考分析。 该工作实现了基于激光光源的长波红外探测器绝对光谱响应率的高准确度校准。
长波红外光谱 长波红外探测器 绝对光谱响应率 低温辐射计 Long-wave infrared spectrum Absolute spectral responsivity Infrared detector Cryogenic radiometer 光谱学与光谱分析
2020, 40(12): 3680
介绍了黑体温度测量的溯源途径及方法, 分析了探测器绝对光谱响应、透镜透过率及面积效应等对黑体温度测量的影响, 试验测量结果表明黑体温度可以通过标准探测器进行量值传递并溯源。与传统溯源方法相比, 利用标准探测器进行量值传递测量精度可提升一个数量级, 达到0.8%的水平。
辐射温度 面积效应 绝对光谱响应 透镜透过率 radiation temperature area effect absolute spectral response lens transmittance
1 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 合肥 230029
2 安徽大学 电气工程与自动化学院, 合肥 230601
基于辐射度学理论搭建了用于激光诱导击穿光谱探测系统的绝对效率标定装置.用卤钨灯配备紫外玻璃滤光片和熔融石英漫射片作为标定的标准光源, 标定了配备Czerny-Turner型紫外波段光谱仪的激光诱导等离子体光谱探测系统.测得了系统在310~385 nm波长范围内的绝对光谱响应, 不确定度小于7%(在标准偏差为2的条件下).绝对效率标定可为激光诱导击穿光谱探测系统硬件评估提供一种手段.
激光诱导击穿光谱 绝对标定 卤钨灯 绝对光谱响应 Laser-induced breakdown spectroscopy Absolute calibration Tungsten halogen lamp Absolute spectral response
1 陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系， 河北 石家庄 050003
2 石家庄铁道大学电气与电子工程学院， 河北 石家庄 050043
在设计三通道非成像氧气吸收被动测距系统过程中，确定各通道光电倍增管的绝对光谱响应率对确保系统测距精度具有重要意义。为了克服光电倍增管灵敏度高、易饱和而导致的单色光功率测量困难的问题，提出了一种光电倍增管绝对光谱响应率测量方法。在该方法中，利用积分球与可调狭缝构建通量可调的系统光源，利用响应率已知的标准探测器测量单色光源辐射功率。搭建了光电倍增管绝对光谱灵敏度测量系统，并对三根滨松H10722-01型光电倍增管模块进行绝对光谱响应率测量。同时，为了检验该测量方法的有效性，在外场条件下开展了近程被动测距实验，将测量得到的光电倍增管绝对光谱响应率作为三通道被动测距系统各通道的光谱响应率参数。实验结果表明：在60～300 m范围内，测距平均相对误差为6.25%。实验结果证明了该绝对光谱响应率测量方法的有效性。
测量 绝对光谱响应率 光电倍增管 氧气A吸收带 被动测距
1 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
2 电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
为满足长波红外探测器绝对光谱响应度参数的高准确度测量要求, 提高长波红外激光的功率稳定性, 优化激光光束质量, 研制了一套长波红外激光源。针对CdTe晶体的电光效应设计了一套提高长波红外激光功率稳定性的实验系统。利用激光光束传输原理设计了长波红外波段空间滤波器, 并分析了其各项参数的计算方法。实验结果表明: 长波红外激光的光功率不稳定度提升至0.1%以上, 长波红外激光的光束质量也得到显著提升, 满足了长波红外探测器绝对光谱响应度高准确度测量对光源的性能要求。
长波红外 绝对光谱响应度 功率稳定性 光束质量 低温辐射计 long-wave infrared absolute spectral responsivity power stability beam quality cryogenic radiometer 红外与激光工程
2017, 46(12): 1205002
1 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
2 电子测试技术国防科技重点实验室, 山东 青岛 266555
为了实现中红外探测器绝对光谱响应度高准确度的测量, 从理论和实验上研究了中红外波段激光的功率稳定性的提高和光束质量的优化方法。采用声光调制和反馈控制的方法, 把中红外激光的功率稳定性提高到0.1%以内; 根据高斯光束传输理论计算了所需空间滤波器的各项参数, 设计了中红外空间滤波器, 搭建了相应的实验装置, 显著提高了中红外激光光束质量。为中红外绝对光谱响应度的高准确度测量提供了一个可靠的中红外波段激光光源。
中红外 绝对光谱响应度 光束质量 功率稳定性 mid-infrared absolute spectral responsivity beam quality power stability 红外与激光工程
2016, 45(7): 0705005
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所小卫星技术国家地方联合工程研究中心, 长春 130033
为评估日盲紫外像增强器的带内响应能力及带外截止能力, 基于标准替代法, 设计并实现了宽光谱大动态范围的日盲紫外像增强器绝对光谱响应测试系统。系统选择宽波段、高亮度、高稳定性的激光泵浦白光光源作为基本光源, 与单色仪配合构建了单色辐照场, 并采用可溯源于美国 NIST标准的硅陷阱探测器作为参考探测器, 通过高精度静电计和多种抗干扰手段进行微弱电流测量, 实现了对日盲紫外像增强器绝对光谱响应的高精度测试。实验结果表明: 系统可覆盖光谱范围 200 nm~630 nm, 动态范围达 106, 测试不确定度低于 5.5%。该测试系统稳定可靠, 精度高, 基本满足日盲紫外像增强器筛选的应用需求。
日盲紫外 像增强器 绝对光谱响应 宽光谱 SBUV image intensifier absolute spectral response wide spectrum
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
在研制电定标热释电辐射计(electrically calibrated pyroelectric radiometer,ECPR)的基础上,设计和研制了紫外探测器绝对光谱响应测试系统。系统由紫外光源、光栅单色仪、移动探测器平台、弱信号检测仪器以及计算机和软件组成。测试采用参考探测器和待测探测器的光谱响应度比较的方法完成,能够直接获得紫外探测器绝对光谱响应。整个系统具有自动化和操作方便以及精度高的特点,为紫外光谱绝对测量提供了一种解决方案。
电定标热释电辐射计 紫外探测器 绝对光谱响应 测试系统 ECPR UV detector absolute spectral response measuring system
