[发明专利]面阵探测器光谱响应度测试方法

说明书

技术领域

本发明属于光学计量与测试领域，主要涉及一种探测器光谱响应度的测试方法，尤其涉及一种面阵探测器光谱响应度的测试方法。

背景技术

光电探测器在现代光学技术和光学工程中发挥着重要作用。光电探测器在通信、气象卫星、工业控制、科研生产、军工等方面有着广泛的应用。光电探测器的军事应用主要有紫外监测与制导、红外成像与制导、军事遥感、星跟踪器、靶场测量应用等。

近年来光电探测器已从单元探测器发展到多元阵列探测器，特别是面阵探测器，与传统的单元探测器相比，具有灵敏度高、视场大、空间分辨率高、探测识别距离远、可直接成像等优点，因此，在航天、军工、国防等领域得到广泛的应用。光电探测器是实现光电转换的关键部件，其性能的优劣将影响整个探测系统的性能。光电探测器性能的主要表征量有：探测器的光谱响应度、响应度直线性、探测器的时间特性和温度特性等，其中光谱响应度是探测器的重要技术参数之一，它描述探测器响应率与波长之间的关系。该参数的正确测试对于探测器的机理分析、工艺改进以及武器系统的整体设计等有着重要的意义。光电探测器的光谱响应度计量于1997年被国际计量组织CCPC(光度辐射咨询委员会)和BIPM(国际计量局)确定为光学计量领域的6项国际关键性比对之一。目前，英国NPL和美国NIST均具有探测器光谱响应度的测试设备，即光谱响应度测量装置，两家实验室的测量系统非常相似，都是专门用于探测器光谱响应度的测量；国内中国计量院现已建立了紫外-可见-近红外光谱响应度标准，国防科技工业光学一级计量站，也已建立了光谱响应度测量装置。然而，这些测试装置都是针对单元探测器光谱响应度的测试，它们基本上都采用替代法进行测试，例如，《激光与红外》第33卷，第5期上，《紫外及可见光探测器光谱响应测试系统的研制》一文中，采用的方法就是现有的替代法(参见图1)，该方法用于对单元探测器的光谱响应度进行测试。然而由于面阵探测器具有很多光敏单元，在光照下会同时输出与其光敏元相对应的系列信号，因此面阵探测器的光谱响应度区别于单元探测器，包括同一光敏元对波长的响应度和接收面上空间位置(即不同光敏单元)对相同波长的响应度，前者的光谱响应度是波长的函数，它与单元探测器的光谱响应度类似，后者的光谱响应度是空间位置的函数，后者与某个波长点下的空间均匀性类似，因此，对于面阵探测器，其光谱响应度是波长和空间位置的函数，要完整的描述面阵探测器的光谱响应度则需要描述光谱响应度随波长和空间位置的变化，需要对面阵探测器在整个光敏面上所有光敏元的光谱响应度进行测试，一般用体光谱响应度来表示。目前，对面阵探测器在整个光敏面上所有光敏元的光谱响应度的测试方法即体光谱响应度的测试还未见到相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对目前面阵探测器体光谱响应度测试的难题，提供一种面阵探测器光谱响应度的测试方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的面阵探测器光谱响应度测试方法包括以下测试步骤：

第1步：打开积分球光源，在计算机的控制下，逐一使标准探测器和被测面阵探测器分别移入测量光路，以使积分球光源发出的光经测量光路后成像在标准探测器或被测面阵探测器的光敏面中心，计算机将此时标准探测器和被测面阵探测器所对应的移动平台位置分别记录为x1和x2；

第2步：计算机将单色仪调整到第一波长点λ₁，并控制移动平台移动到位置x1处，分别获得标准探测器输出的混合电压信号V(λ₁)_标混和背景电压信号V(λ₁)_标背，将混合电压信号扣除背景信号获得标准探测器在第一波长λ₁处的第一个实测电压信号值V(λ₁)_标1；反复重复上述过程，最终获得第一波长点λ₁的一组实测电压信号值V(λ₁)_标n，n＝1、2、……、N，计算机对V(λ₁)_标n求均值后获得标准探测器在第一波长λ₁处的测量电压值V(λ₁)_标；

第3步：计算机控制单色仪按照步长Δλ移动波长点λ_m且m＝2、3……、M，并根据第2步的测量步骤，依次获得标准探测器在M-1个波长点的测量电压值V(λ_m)_标，Δλ的取值应与标准探测器光谱响应度的步长一致；