CN106950037A - 一种真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统，该系统包括氘灯、能量优化器、单色仪、准直器、真空室、抽气系统、测试样品真空腔及其样品夹具、机械泵、分子泵、直流—交流电流计、高压电源、斩波器、锁相放大器、真空度测试仪、工控计算机。该系统使用氘灯作为光源，使用单色仪得到单色光，使用已定标的硅光电池测试得到单色光光功率，使用电流计直接测量直流光电流得到测试数据。本发明使用斩波器得到交流光信号，通过像增强器交流的光信号变成交流的电信号，经过交流放大电流和锁相放大器得到测试数据。本发明可以对真空紫外波段像增强器的光谱响应进行定量测试。

Description

一种真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统

技术领域

本发明属于光学辐射定标测量的技术领域，特别是一种应用于真空紫外波段的光谱响应测试系统。

背景技术

真空紫外波段是指波长在200nm以下的电磁波。这个波段的电磁波在空气中很容易被大气吸收，只能在真空中传播。由于真空紫外波段的电磁波在外空间探测、外空间遥感、等离子物理等领域的巨大作用，真空紫外光学得到了很大的关注。

真空紫外的光电器件可以利用特殊阴极的光电效应将真空紫外波段光信号转化为电信号，通过传输我们可以获得该电信号，进而可以得到我们所能观察到的图像或者能够分析的数据，这对于外空间的探索具有重大意义。针对真空紫外波段像增强器的光谱响应测试系统能够更加直观了解真空紫外光电器件的性能，这对改善光电器件的制作工艺、提高性能和检测实用性提供可靠的数据分析。

近些年来，随着国际和国内外空间技术的发展，真空紫外探测技术应用的越来越广泛。所以对于真空紫外波段像增强器光谱响应测试的研究需求变得越来越迫切。但是，目前国内对于真空紫外波段的研究较少，针对真空紫外像增强器光谱响应测试的研究更少，这就限制了我国外空间技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对真空紫外波段像增强器光的谱响应测试系统，可以定量检测像增强器在115-200nm波段的光谱响应。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统，包括：氘灯、能量优化器、单色仪、准直器、真空室、抽气系统、测试样品真空腔、机械泵、分子泵、直流—交流电流计、高压电源、斩波器、锁相放大器、真空度测试仪、工控计算机。真空紫外波段的单色光需要较好的真空环境，先使用机械泵将真空度达到5Pa以下，再开启分子泵使真空度达到工作水平。利用单色仪得到指定的单色光。

在提供高压并检测到光电流后，就进行信号处理。微弱的直流电信号处理较为简单，使用电流计的放大电路，根据电流大小的不同选择不同的放大倍数，就可以得到可检测的电信号，再通过计算公式就可以还原回真实的光电流值。微弱的交流电信号处理较为复杂，需要通过滤波，再经过放大电路，然后才能使用锁相放大器读取相应的电压值。

本发明与现有的技术相比，其显著优点：1)本发明的系统可以对真空紫外波段像增强器的光谱响应进行定量测试；2)本发明的系统有直流和交流两种测试模式，能够测量更小的光电流信号；3)本真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统还加入了交流信号测试，通过斩波器得到交流的光信号，这样可以测量更微弱信号的光谱响应。能够更加详细的了解真空紫外光电器件的性能，为光电器件的工艺提出更好地改善方向。

附图说明

图1是本发明对真空紫外波段像增强器光谱响应测试结构示意图。

图2是本发明的流程示意图。

图3是直流测试模块检测到光谱响应测试曲线。

图4是交流测试模块检测到光谱响应测试曲线。

图5是样品室中像增强器的夹具结构示意图。

图中编号所代表的含义为：1-氘灯光源，2-能量优化器，3-滤波片轮，4-真空紫外单色仪，5-准直器，6-斩波器，7-样品室，8-第一样品前面板支撑件，9-第二样品前面板支撑件，11-样品前面板支撑件，10-接电环，12-样品夹紧块，13-固定加强块，14-第一连接件、15-第二连接件、16-第三连接件，17-样品夹紧平移台，18-底板。

具体实施方式

结合附图，本发明的一种真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统，包括顺次连接的氘灯1、能量优化器2、滤波片轮3、真空紫外单色仪4、准直器5、斩波器6和样品室7；

氘灯1发出全光谱的光线依次通过能量优化器2、滤波片轮3、真空紫外单色仪4、准直器5、斩波器6后到达样品室7，其中能量优化器2对入射光线光进行光学优化，滤波片轮3对入射光线进行滤波以保证光路中没有杂散光,真空紫外单色仪4对入射光线进行处理得到单色光，准直器5对入射光进行准直处理，斩波器6将入射光变成固定频率的交流光信号，样品室7内设置像增强器及其夹具；

斩波器6工作时为交流测试模式，斩波器6发出的光线为交流光信号，对样品进行测量的器件包括依次连接的交流放大电路、锁相放大器、工控机；

斩波器6不工作时为直流测试模式，斩波器6发出的光线为直流光信号，对样品进行测量的器件为依次连接的直流电流计和工控机。

所述样品室7内还包括用于定标的硅光电池。

所述样品室7内的用于固定像增强器的夹具包括第一样品前面板支撑件8、第二样品前面板支撑件9、第三样品前面板支撑件11、接电环10、样品夹紧块12、固定加强块13、第一连接件14、第二连接件15、第三连接件16、样品夹紧平移台17和底板18；

所述第一样品前面板支撑件8、第三连接件16和样品夹紧平移台17位于底板18上，样品夹紧平移台17位于第一样品前面板支撑件8和第三连接件16之间，第二样品前面板支撑件9、第三样品前面板支撑件11位于第一样品前面板支撑件8上，接电环10位于三个样品前面板支撑件之间，用于像增强器通电；样品夹紧平移台17上方设置样品夹紧块12，其下设置用于提供压力的弹簧；第三连接件16上依次设置第二连接件15和第一连接件14，第一连接件14的顶端设置固定加强块13，所述固定加强块13和连接件用于连接样品室的上部真空腔室。

下面进行更详细的描述。

结和图1、图2，根据本发明的一种真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统，它是由氘灯光源1，能量优化器2，滤波片轮3，真空紫外单色仪4，准直器5，斩波器6，样品室7构成。

在测试之前，要用硅光电池(此硅光电池由美国国家标准协会ANSI定标)代替样品来测试，通过计算可以得到此时每个单色光对应的光功率。

由氘灯发出全光谱光，经过能量优化器优化全光谱光，用MgF₂滤光片滤掉绝大多数200nm以上的光。进入单色仪后，通过光栅可以得到指定的单色光，然后单色光由准直器变为平行光。直流测试时，单色光直接照在像增强器上，得到的光电流由直流电流计进行放大处理，最后由公共机进行数据处理。交流测试时，直流的单色光经过斩波器得到固定频率的交流光信号，交流的光信号照在像增强器上得到同样频率交流的电信号。交流电信号经过交流放大电路后由锁相放大器处理，最后由工控机进行数据处理。

本真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统还加入了交流信号测试，通过斩波器得到交流的光信号，这样可以测量更微弱信号的光谱响应。能够更加详细的了解真空紫外光电器件的性能，为光电器件的工艺提出更好地改善方向。

Claims (3)

1.一种真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统，其特征在于，包括顺次连接的氘灯[1]、能量优化器[2]、滤波片轮[3]、真空紫外单色仪[4]、准直器[5]、斩波器[6]和样品室[7]；

氘灯[1]发出全光谱的光线依次通过能量优化器[2]、滤波片轮[3]、真空紫外单色仪[4]、准直器[5]、斩波器[6]后到达样品室[7]，其中能量优化器[2]对入射光线光进行光学优化，滤波片轮[3]对入射光线进行滤波以保证光路中没有杂散光,真空紫外单色仪[4]对入射光线进行处理得到单色光，准直器[5]对入射光进行准直处理，斩波器[6]将入射光变成固定频率的交流光信号，样品室[7]内设置像增强器及其夹具；

斩波器[6]工作时为交流测试模式，斩波器[6]发出的光线为交流光信号，对样品进行测量的器件包括依次连接的交流放大电路、锁相放大器、工控机；

斩波器[6]不工作时为直流测试模式，斩波器[6]发出的光线为直流光信号，对样品进行测量的器件为依次连接的直流电流计和工控机。

2.根据权利要求1所述的真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统，其特征在于，样品室[7]内还包括用于定标的硅光电池。

3.根据权利要求1所述的真空紫外波段像增强器光谱响应测试系统，其特征在于，样品室[7]内的用于固定像增强器的夹具包括第一样品前面板支撑件[8]、第二样品前面板支撑件[9]、第三样品前面板支撑件[11]、接电环[10]、样品夹紧块[12]、固定加强块[13]、第一连接件[14]、第二连接件[15]、第三连接件[16]、样品夹紧平移台[17]和底板[18]；

所述第一样品前面板支撑件[8]、第三连接件[16]和样品夹紧平移台[17]位于底板[18]上，样品夹紧平移台[17]位于第一样品前面板支撑件[8]和第三连接件[16]之间，第二样品前面板支撑件[9]、第三样品前面板支撑件[11]位于第一样品前面板支撑件[8]上，接电环[10]位于三个样品前面板支撑件之间，用于像增强器通电；样品夹紧平移台[17]上方设置样品夹紧块[12]，其下设置用于提供压力的弹簧；第三连接件[16]上依次设置第二连接件[15]和第一连接件[14]，第一连接件[14]的顶端设置固定加强块[13]，所述固定加强块[13]和连接件用于连接样品室的上部真空腔室。