[发明专利]共焦显微中远红外探测器光谱响应测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及红外探测技术领域，特别是涉及一种共焦显微中远红外探测器光谱响应测量系统。

背景技术

在电磁波谱中，实验上有意义的频率(或波长)范围包括20个数量级以上。为方便起见，常用倍频程等级表征所研究的频率或波长范围。波长在0.38-0.75微米之间的可见光谱只跨过一个倍频程，而红外波段却跨过大约10个倍频程。因此，无论从科学研究还是从技术应用的角度来看，红外光谱区比可见光谱区有更丰富的内容和更大的发展潜力。

到目前为止，红外在现代军事技术、工农业生产、空间技术、资源勘探、气象预报和环境科学等领域中的应用日益增多。例如，应用红外技术的夜视、摄影、通信、搜索、跟踪、制导、火控、热成像和前视、目标侦察和伪装探测等，不仅保密性好，抗电子干扰性强，而且分辨率高，准确可靠，大大提高了军队装备的现代化水平。利用红外遥感技术进行地球资源勘测、海洋研究、气象观测、大气研究和污染监视，覆盖面积大，不受地理位置和条件限制，获得信息迅速、丰富，并可及时掌握动态变化。在工农业生产中广泛使用的红外辐射测温、无损检测、成分分析与流程控制、辐射加热技术等，也都显示出红外技术的独特优点。

红外科学在理论和应用上的发展，始终是和红外辐射探测系统与探测方法的发展密切联系在一起的。而红外探测系统的核心是探测器。一百多年来红外科学的发展表明，每出现一种性能良好的新型红外探测器，都标志着人类认识红外现象及其本质的进步。同时也有力地推动着整个红外科学及其在各个科学技术领域中应用的发展。因此红外探测器的研究在红外科学中占有极重要的地位。为选择和比较不同探测器的性能，以及围绕红外探测器工作特性进行红外系统设计，必须使用一些性能参数来表征探测器的工作特性，这些性能参数就是探测器的性能指标或优值。其中红外光谱响应特性是红外探测器的一项非常基础的重要性能参数。

然而，由于红外光的不可见性，特别是在中远红外光波段，使人们在中远红外探测器光谱响应性能参数测量中遇到了一些困难，特别是中远红外探测器光谱响应性能参数测量系统中的光学系统，存在无法准确测量红外光斑，红外光学系统不易对准，尤其是对于响应面积小的中远红外探测器件的研究，困难更大。此外，由于目前各类中远红外光源中，缺少在跨度如此大的中远红外光谱范围内均有高功率输出的光源，使研究者难以在小响应面积的样品上获得高功率的中远红外光辐照。因此，使得正处于初期研究阶段的新型中远红外探测器的光谱响应性能测试遇到了很大的困难。

如何简单方便地调试中远红外光学系统。如何通过聚焦使响应面积小的中远红外探测样品获得较高功率的中远红外光辐照，是中远红外探测器光谱响应测量系统中急需解决的一个重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一套共焦显微中远红外探测器红外光谱响应测量系统，利用这套系统，可以非常方便地实现对样品进行高分辨的显微观察和定位，也能非常方便地把中远红外光聚焦在样品的响应面上。利用这套系统，可以获得所测中远红外探测器的光谱响应。

本发明一种共焦显微中远红外探测器光谱响应测量系统，其特征在于，该测量系统包括：

一红外光源；

一红外单色仪，该红外单色仪的输入端与红外光源的输出端相连接，起红外分光作用；

一红外共焦显微系统，该红外共焦显微系统位于红外单色仪输出光路上，可得到待测样品的表面结构显微成像，同时使红外入射光聚焦于样品表面；

一斩波限光单元，该斩波限光单元位于红外共焦显微系统和三维微动平台之间，并位于红外单色仪的输出光路上；

一三维微动平台，该三维微动平台位于红外单色仪的输出光路上，处于红外共焦显微系统后端，可三维调节安装在其上的样品致冷杜瓦的位置，使样品处于最佳聚焦位置；

一样品致冷杜瓦，该样品致冷杜瓦固定在三维微动平台上，对安放在其中的样品起到致冷和导出样品电信号作用；

一前置放大器，该前置放大器与样品致冷杜瓦相连接，起到对样品电信号的放大作用；

一锁相放大器，该锁相放大器与前置放大器相连接；

一控制计算机，该控制计算机与锁相放大器和红外单色仪相连接，控制锁相放大器和红外单色仪实施测试过程，同时采集由锁相放大器和红外单色仪输入的数据信号。

其中红外光源系统包括：一红外光源和一镀金膜的凹面反射镜，该凹面反射镜位于红外光源的出射光路上。

其中红外单色仪包括：

一第一入射狭缝；