CN202393496U - 一种光探测器辐射或计数灵敏度测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光探测器辐射或计数灵敏度的测试装置，包括光源、单色仪、光功率计、探测系统以及位于单色仪和探测系统之间的减光系统，所述减光系统包括减光片组和偏振片组。本实用新型采用减光系统实现了对多种探测器辐射或计数灵敏度的测试，并且成本较低。

Description

一种光探测器辐射或计数灵敏度测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种光探测器辐射或计数灵敏度的测试装置，特别是一种适用于测试各种探测器辐射或计数灵敏度的装置。

背景技术

对光探测器来说，辐射或计数灵敏度是最重要的性能指标之一，对于非光子计数型探测器称为辐射灵敏度，对于光子计数型探测器称为计数灵敏度。辐射或计数灵敏度的测试是用精密校正过的标准光电管或半导体器件测试待测波长的入射光的辐射功率，而后把要求测试辐射或计数灵敏度的探测器固定好，测出探测器的输出信号，则探测器的输出信号与入射光的辐射功率之比即为辐射或计数灵敏度。

在李昌厚、范世福等人的论文“光电管和硅光电池的相对光谱响应特性测试方法的研究”中提到了一种测试光探测器辐射灵敏度的装置及测试方法，参照图1，该装置包括光源、单色仪、光功率计以及探测系统，采用汞灯光源，用单色仪分选出单色光，通过光功率计测试汞灯各光谱的辐射功率，然后用光电管和硅光电池作为探测器测试各光谱对应的探测器输出信号强度并计算辐射灵敏度。但该方案利用汞灯光源的分立谱线得到不同波长的光，对光源光谱分布的依赖性较强，从而对光源的要求高，成本高。此外，这种辐射灵敏度的测试装置并不适用于微弱光探测器，这是因为光功率计的测试范围一般在10^-5W/m²量级，而微弱光探测器的工作范围低于光功率计的下限，比如光电倍增管的工作范围在10^-12W量级。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于：提供一种辐射或计数灵敏度测试装置，使其适用于各种光探测器，特别是微弱光探测器；并且测试不依赖于光源，从而降低成本。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种辐射或计数灵敏度测试装置，该装置除了包括光源、单色仪、光功率计和探测系统，在单色仪和探测系统之间还包括减光系统，所述减光系统包括减光片组。

所述减光系统还包括偏振片组。

减光片组中所用的减光片优选为中性减光片。

所述光源优选为标准光源，或氘灯光源，或氙灯光源。

所述探测系统包括测试支架，测试支架上至少有两个测试位置，所述光功率计和被测探测器或者在同一测试位置上，或者同时在不同测试位置上；当光功率计和被测探测器在测试支架的不同测试位置上时，光功率计和被测探测器分别通过光纤与减光系统连接。

所述光源和单色仪之间有滤光片，用于去除杂散光。此外，所述光源和单色仪之间还可以有透镜，用于增大入射到单色仪的光强。

与现有技术相比，本实用新型提供的光探测器辐射或计数灵敏度测试装置采用减光系统扩展了光功率计的测量范围，实现了对多种探测器的辐射或计数灵敏度的测试；并且通过减光系统对不同强度的光源进行调节，降低了对光源的要求，从而降低了成本。

附图说明

图1是现有技术中辐射或计数灵敏度的测试装置结构示意图。

图2是本实用新型的辐射或计数灵敏度的测试装置结构示意图。

具体实施方式

下面具体介绍本实用新型的实施方式。

如图2所示，本实用新型的辐射或计数灵敏度测试装置包括光源、单色仪、光功率计、减光系统和探测系统。该测试装置可根据需要采用多种光源，比如标准光源、氘灯或氙灯等，其中用于波长在可见光到近红外范围内入射光辐射或计数灵敏度的测试时，优先采用标准A类光源，用于波长在紫外范围内入射光辐射或计数灵敏度的测试时，优先采用氘灯光源或者氙灯光源。单色仪与光源光学连接，用于分选出单色光。减光系统位于单色仪和探测系统之间，包括减光片组和偏振片组，减光片组用于对单色光进行不同程度的衰减，优先选用中性减光片，以便在一定波长范围内减光片的衰减系数保持不变；偏振片组用于辅助减光片组对单色光进行连续调节。为了减小杂散光对单色光的干扰，可以在光源和单色仪之间使用滤光片，也可以在减光系统中增加滤光片。探测系统位于减光系统后，包括测试支架、光功率计、被测探测器以及信号处理电路，测试支架用于放置光功率计或被测探测器，测试支架上至少有两个测试位置，测试时，可先将光功率计放在测试位置上测试单色光的辐射功率，然后在同一测试位置上放置被测探测器测试输出信号强度；也可以将光功率计和被测探测器同时放在测试支架的不同测试位置上，通过光纤分别将光功率计和被测探测器连接到减光系统；还可以在测试支架的不同测试位置上放置多个被测探测器，逐个测试被测探测器的输出信号强度。

本实用新型还揭示了一种采用上述测试装置测试辐射或计数灵敏度的方法，即上述测试装置的工作过程，包括以下步骤：首先，用单色仪分选出单色光，调节减光系统使入射光的光功率在光功率计的工作范围内，测试此时的光功率密度，记为w；然后，调节减光系统使入射光的光功率在被测探测器的工作范围内，记录此时的光衰减系数η；最后，用被测探测器取代光功率计，测试此时被测探测器的输出信号，记为I，则辐射灵敏度S＝I/(wηs)，其中，s为探测器的光敏面积。

以最大工作功率为40pW、光敏面积为1cm²的光子计数探头为例，测试550nm单色光照射下的计数灵敏度。光功率计测量范围的下限是0.01*10^-5W/m²，用光功率计测得入射光的光功率密度为1.02*10^-5W/m²；调节减光系统使入射光在光子计数探头的工作范围内，测得探头的计数率为2.27*10⁵cps，此时减光片的光衰减系数η为1.0*10^-3，则计数灵敏度S＝2.23*10⁵cps/pW。

Claims (7)

1.一种光探测器辐射或计数灵敏度的测试装置，包括光源、单色仪、光功率计以及探测系统，其特征在于：所述单色仪和探测系统之间设有减光系统，所述减光系统包括减光片组。

2.如权利要求1所述的辐射或计数灵敏度测试装置，其特征在于：所述减光系统还包括偏振片组。

3.如权利要求1或2所述的辐射或计数灵敏度测试装置，其特征在于：所述减光片组采用中性减光片。

4.如权利要求1或2所述的辐射或计数灵敏度测试装置，其特征在于：所述光源为标准光源，或氘灯光源，或氙灯光源。

5.如权利要求1或2所述的辐射或计数灵敏度测试装置，其特征在于：所述光源和单色仪之间有滤光片或者透镜。

6.如权利要求1或2所述的辐射或计数灵敏度测试装置，其特征在于：所述探测系统包括测试支架，所述测试支架上至少有两个测试位置。

7.如权利要求6所述的辐射或计数灵敏度测试装置，其特征在于：所述测试支架上同时放置有光功率计和被测探测器，光功率计和被测探测器分别通过光纤与减光系统连接。

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