CN103257037A - 一种宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统 - Google Patents

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陶春先
何梁
张大伟
卢忠荣
洪瑞金
黄元申
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Abstract

本发明涉及一种宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统，光源与单色仪相连，单色仪进光口放置一套滤波片轮，单色仪出射狭缝后安装一组准直缩束石英透镜，在石英透镜后安装有一套能量衰减转轮，标准探测器和CCD驱动板固定在三维步进电机平台置于暗室中，标准探测器和CCD驱动板分别接收来自单色仪的光信号，再通过图像采集卡和皮安表将信号送入工控机里处理；步进电机平台使标准探测器与CCD驱动板可横向同轴切换，工控机输出控制步进驱动器、单色仪、衰减转轮。在单色仪和探测器之间采用能量衰减转轮实现对不同波段入射光的能量进行控制，有效避免了光源在整个波段能量的不均匀性，从而保证了宽波段光谱响应及量子效率的测量的准确性。

Description

一种宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统
技术领域
本发明涉及一种光谱响应的测试系统，特别涉及一种宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统。
背景技术
关于CCD 芯片性能参数的测量，国外目前有两个标准： （一）ESA/SCC Basic SpecificationNo.25000 标准。该标准由欧空局（European Space Agency，ESA）于1993 年提出。主要包括各参量的定义、测试设备、电气-光电测试原理、方法和条件。（二）EMVA1288 标准。该标准由欧洲视觉协会（European Machine Vision Association，EMVA）制定和完善，主要针对机器视觉应用领域的图像传感器、相机进行性能参数标定。EMVA1288 标准制定了一套规范的测量方法，方便使用者进行产品性能对比和性能优化。目前，国外许多著名CCD 生产厂商如E2V、Basler 等都已开始提供符合该标准的产品文档。
当前对宽波段硅基探测器光谱响应测试系统，受限于没有宽光谱高能量的的光源。在紫外波段，尤其是深紫外波段光源辐射能量相对于可见光甚至是一个到两个量级的差别。导致硅基探测器，尤其是CCD探测器处于过饱和和无响应的极端情况。
发明内容
本发明是针对传统的对宽波段硅基探测器光谱响应测试系统由于无宽光谱高能量电源，导致测试出现误差的问题，提出了一种宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统,光源采用氘灯和氙灯的组合光源或单个激光激励离子发光光源，有效避免了光源在整个波段能量的不均匀性。
本发明的技术方案为：一种宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统，包括光源、单色仪、透镜、衰减转轮、CCD驱动板、步进电机平台、暗室、步进驱动器、图像采集卡、工控机、皮安表、标准探测器、滤光片轮，光源与单色仪相连，单色仪进光口放置一套滤波片轮，单色仪出射狭缝后安装一组准直缩束石英透镜，在石英透镜后安装有一套能量衰减转轮，标准探测器和CCD驱动板固定在三维步进电机平台置于暗室中，标准探测器和CCD驱动板分别接收来自单色仪的光信号；步进电机平台使标准探测器与CCD驱动板可横向同轴切换，CCD驱动板的输出接图像采集卡，标准探测器的输出接皮安表相连，图像采集卡和皮安表输出的信号均送入工控机进行处理，工控机输出控制信号到步进驱动器、单色仪、衰减转轮。
所述光源为氘灯和氙灯两种组合光源或单个激光激励离子发光光源，波长范围190nm～1000nm。
所述单色仪为多光栅单色仪。
本发明的有益效果在于：本发明宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统，与传统方法不同的是，在单色仪和探测器之间采用能量衰减转轮实现对不同波段入射光的能量进行控制，有效避免了光源在整个波段（190nm～1000nm）能量的不均匀性，从而保证了宽波段光谱响应及量子效率的测量的准确性。
附图说明
图1为本发明宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统结构示意图，选择氘灯和氙灯两种光源的组合或单个激光激励离子发光光源作为光源部分1，波长范围涵盖190nm～1000nm。
将光源与单色仪相连，单色仪2采用多级光栅分光，保证闪耀波长在深紫外波段；单色仪进光口放置一套滤波片轮13，用于消除入射杂散光。
在单色仪2出射狭缝后安装一组准直缩束石英透镜3，使包含紫外光的光信号均匀完整的被CCD像元接收。
在石英透镜3后安装有一套能量衰减转轮4，轮盘上放置一套不同衰减率的中性衰减片，通过调整转轮可实现对不同波段入射光的能量控制，石英透镜3与衰减转轮4的配合使用，共同调节全光谱波段的光波能量，实现从紫外到可见再到近红外光波能量均衡，避免光源在整个波段（190nm～1000nm）能量的不均匀性，从而保证宽波段光谱响应及量子效率的测量的准确性。
标准探测器12和CCD驱动板5固定在三维步进电机平台6上，分别接收来自单色仪2的光信号；步进电机平台6使标准探测器12与CCD驱动板5实现横向同轴切换。单色仪后暗室内部件包括标准探测器12、CCD驱动板5、步进驱动器6 。
将CCD驱动板5的输出与图像采集卡9相连，标准探测器12的输出与皮安表11相连，二者输出的信号均送入工控机10进行处理。
步进驱动器8、单色仪2、衰减转轮4分别由工控机10控制。

Claims (3)

1.一种宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统，其特征在于，包括光源、单色仪、透镜、衰减转轮、CCD驱动板、步进电机平台、暗室、步进驱动器、图像采集卡、工控机、皮安表、标准探测器、滤光片轮，光源与单色仪相连，单色仪进光口放置一套滤波片轮，单色仪出射狭缝后安装一组准直缩束石英透镜，在石英透镜后安装有一套能量衰减转轮，标准探测器和CCD驱动板固定在三维步进电机平台置于暗室中，标准探测器和CCD驱动板分别接收来自单色仪的光信号；步进电机平台使标准探测器与CCD驱动板可横向同轴切换，CCD驱动板的输出接图像采集卡，标准探测器的输出接皮安表相连，图像采集卡和皮安表输出的信号均送入工控机进行处理，工控机输出控制信号到步进驱动器、单色仪、衰减转轮。
2.根据权利要求1所述宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统，其特征在于，所述光源为氘灯和氙灯两种组合光源或单个激光激励离子发光光源，波长范围190nm～1000nm。
3.根据权利要求1所述宽波段硅基探测器光谱响应的通用测试系统，其特征在于，所述单色仪为多光栅单色仪。
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