[发明专利]一种非制冷光电探测器相对光谱响应温度特性校准方法

说明书

技术领域

本发明属于温度特性校准技术领域，尤其涉及的是一种非制冷光电探测器相对光谱响应温度特性校准方法。

背景技术

目前，国内对非制冷光电探测器相对光谱响应的测量只存在常温下的测量，还没有对非制冷光电探测器相对光谱响应温度特性的测量，但由于非制冷光电探测器本身的特性，需要对温度特性进行校准，对非制冷光电探测器相对光谱响应温度特性的校准还处在一个空白状态，一般对于非制冷光电探测器在不同温度下的光谱响应，也是采用常温下的值，对于非制冷光电探测器使用者而言，非制冷光电探测的测量和校准还无法溯源和确认，无法满足使用要求。

现有技术中，对于非制冷光电探测器相对光谱响应温度特性的测量和校准在国内还没有相关的装置，还只存在于研究状态，只能对常温下非制冷光电探测器相对光谱响应的测量和校准，无法对不同温度下的非制冷光电探测器测量和校准。目前好多生产非制冷光电探测器的厂家在这方面有所研究，大概采用以下方案：

采用替代法测试非制冷光电探测器的相对光谱响应的温度特性，测试原理框图如图1所示。宽带光源经过单色仪输出，由标准探测器或被测探测器直接接收。被测光电探测器放在电子制冷器上，光电探测器的输出信号经过放大后送入数据采集系统。控制器控制单色仪输出波长的改变。测量时先将标准探测器置于单色辐射下进行校准，然后移去标准探测器，并将被测探测器装在相同的位置上进行测试。测量时通过改变电子制冷器的温度来测量不同温度下的光电探测器的相对光谱响应。

对于在一些生产非制冷光电探测器的单位目前在非制冷光电探测器相对光谱响应的温度特性大多也处在研究阶段，采用以上介绍的方案。采用这种方法当单色光照射到被测探测器面上时，当周围温度升高或降低时非制冷红外探测器表面会结霜和产生水汽，从而影响测试效果和准确度。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种非制冷光电探测器相对光谱响应温度特性校准方法。

本发明的技术方案如下：

一种非制冷光电探测器相对光谱响应温度特性校准方法，包括光源、单色仪、真空控温系统、标准探测器、数据采集、精密位移旋转台和控制系统；宽带光源经过单色仪(12)后由聚焦光学系统进行聚焦，经过单色仪分光(13)后,再经过离轴光学系统将单色光聚焦到真空控温系统中,在真空控温系统内由标准探测器(或被测探测器)接收；标准探测器和若干个被测探测器被固定在精密旋转台上，被测探测器的输出信号经过放大后送入数据采集系统，控制器控制单色仪(13)输出波长的改变；测量时在常温下先将标准探测器置于真空控温系统中进行校准，然后通过精密位移旋转台，移去标准探测器，并将被测探测器旋转到相同的位置上，等真空控温系统到设定状态后，再将真空控温系统设置在不同的温度下，等温度稳定后，进行不同温度下的非制冷光电探测器相对光谱响应测量；测量方程为：

公式中：s_x(λ)——被测探测器的相对光谱响应；

K——将s_x(λ)的最大值调整为1的归一化常数；

V_x，V_d,x——被测探测器的输出信号和暗信号；

V_s，V_d,s——标准探测器的输出信号和暗信号；

s_s(λ)——标准探测器的相对光谱响应。

优选的，所述光源采用卤素灯和硅碳棒；标准探测器采用的是热释电探测器；真空控温系统包含：真空室系统和热沉系统；控制系统的窗口材料选用的是氟化钙和硒化锌。

优选的，所述氟化钙窗口透射波长范围为0.25μm～7μm,窗口直径为50mm,厚度为8mm,在整个波长范围内透射率可以达到85％以上。

优选的，所述硒化锌窗口透射范围为3μm～12μm,窗口直径为50mm,厚度为8mm,在整个波长范围内透射率可以达到85％以上。

优选的，所述精密位移旋转台上安装标准探测器和被测非制冷光电探测器。

采用上述方案，主要解决非制冷光电探测器相对光谱响应温度特性，由于非制冷光电探测器相对光谱响应随着温度变化，当温度升高或降低时非制冷光电探测器表面会结霜和产生水汽，因此本发明对非制冷光电探测器温度特性测量时需要解决该难题。