[发明专利]百兆级带宽光电探测仪器标定方法

说明书

技术领域

    本发明涉及光电仪器标定领域，提供了一种百兆级带宽光电探测仪器标定方法。

背景技术

    光电探测仪器是物理、化学、生物等科学研究领域普遍使用的一种仪器，最主要用于研究所关心的光谱强度变化。由于大多数探测器在工作波长范围具有不同的响应特性，当需要对比不同波长谱的强度时，必须进行相对标定。通过标注探测器校准，可以获得绝对响应率曲线。

目前常用的手段为，使用单色仪作为标准光源，通过扫描不同波长，获得相应的探测器波长-响应率曲线。此种方法的问题在于，单色仪出射光为直流信号，不能反映探测电路在高频模式下的实际响应；此外，单色仪出射光的单色性与光能量程反比，在提高单色性同时，光强变弱，降低标定系统的信噪比，精度变差；最为重要的单色仪的每块光栅可提供的波长范围只有几百nm，仪器的针对性高，难以通用。为近似模拟高频信号，一种方法是在单色仪出射口增加斩波器，获得快速变化的单色光源。但此种方法获得的单色信号频率与斩波器的电机旋转速度相关，电机装置限制其难以获得兆Hz以上信号。因此，目前如需要要标定仪器的波长-响应率，通常只能使用单色仪获得直流情况下的曲线，后采用高频单色LED光源在特定波长上进行系数纠正。

综上所述，光电仪器的波长-响应率曲线是其基本参数，但目前可获得的手段有限，且误差较大。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种利用可调谐OPO激光器作为标准光源的百兆级带宽光电探测仪器标定方法，简单、准确获得仪器波长-响应率。

为达上述目的，本发明采用的具体方案为： 

一种百兆级带宽光电探测仪器标定方法，包括有光电探测仪器，其特征在于，具体标定方法包括以下内容：

（1）采用波长在210nm-2200nm可调谐OPO激光器作为标定光源，激光脉宽3-10ns；

（2）在可调谐OPO激光器的前方光路上设置漫反射板，漫反射板将可调谐OPO激光器的出射激光散射；

（3）在漫反射板的反射光路上设置聚焦透镜、光电探测器，聚焦透镜将部分散射光倒入收集光纤，光电探测器的响应频率在1GHz内，相应波长范围为210nm-2200nm，光电探测器收集部分散射光，光电探测器收集的散射光信号作为被标定仪器采集触发；

（4）收集光纤的另一端接入一个积分球的入光端，积分球的出光端和两根相同材料、长度、直径的传输光纤一、传输光纤二连接，积分球将收集光纤导入的光分为相同的两束由传输光纤一、传输光纤二导出，传输光纤一与多波长、快响应的标准探测器相连，传输光纤二与被标定仪器相连；

（5）光电探测器与被标定仪器之间通过信号延迟线相连，信号延迟线调节触发被标定仪器的采集时刻，确保激光信号在激光脉宽尺度内完全被收集；

（6）标准探测器的信号输出端接入计算机控制系统，计算机控制系统与可调谐OPO激光器控制连接，计算机控制系统内置软件，软件运行过程包括以下内容：

1）设置可调谐OPO激光器的扫描波段；

2）设置可调谐OPO激光器的扫描步长；

3）设置可调谐OPO激光器进行自动扫描；

4）设置可调谐OPO激光器的脉冲个数；

5）与标准探测器通讯，告知标准探测器标定光源波长，返回此波长上获得的标准探测器数值；

6）W_i（λ）= 标准探测器结果W_Ti（λ）/被标定仪器结果W_SI（λ）,获得一个扫描过程被标定仪器波长-响应率曲线；

7）通过设置多个激光脉冲个数，获得多次扫描结果；

8）通过标准探测器获得的绝对数值，计算被标定仪器绝对响应率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

    （1）使用可调谐OPO激光器可获得高单色性光源；

（2）波长范围大，可对210nm-2200nm宽波长范围内仪器标定；

（3）对于100M以上带宽光电仪器标定准确。 

附图说明

图1本发明的装置结构示意图。

具体实施方式

    如图1所示，一种百兆级带宽光电探测仪器标定方法，包括有光电探测仪器，其特征在于，具体标定方法包括以下内容：

（1）采用波长在210nm-2200nm可调谐OPO激光器1作为标定光源，激光脉宽3-10ns；

（2）在可调谐OPO激光器1的前方光路上设置漫反射板2，漫反射板2将可调谐OPO激光器1的出射激光散射；