[发明专利]红外探测器的测量装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外探测器的测量装置和测量方法。

背景技术

红外探测器的光谱响应，即响应度随红外辐射波长的变化是探测器的一个重要指标。光谱响应度的测量需要准确的估计入射到探测器上的光功率，准确的光电测量要求将被测探测器的工作平面垂直于光谱仪测量光路，并置于聚焦红外光的焦点上。一般光谱仪中单色光聚焦后光斑尺寸在百微米，红外探测器器件尺寸为几十到几百微米，被测探测器安装平面需垂直于入射光路并满足工作平面与焦点之间点到点的对准。

制冷型红外探测器需要封闭在低温容器中，小型低温容器比如金属杜瓦瓶的固定与移动可以采用带微动头的手动平移台，调节范围数厘米测量精度0.01mm。这种方式并不适合大尺寸低温容器比如制冷机的位置调节。另外，低温容器的窗口材料对可见光透射率低，直接观察困难。这些都增加了低温容器中小尺寸的红外探测器与测量光路对准的难度。

被测探测器与测量光路对准的准确度通常由被测探测器测量到的光电流强度变化评估，对准时的光电流强度最大，如果被测探测器响应度较低或信噪比差时，对准过程光电流强度变化非常小而难以判断对准情况。

有鉴于此，有必要提供一种能快速准确测量小尺寸低响应度的制冷型红外探测器的光谱响应的装置与方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外探测器的测量装置和测量方法，实现低温装置中小尺寸、低响应度的待测红外探测器与探测红外光路能快速、准确的对准，从而提高待测探测器在低温环境下光谱响应度的测量效率与精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种红外探测器的测量装置，包括：

红外光谱仪，提供单色的红外光；

低温装置，具有红外窗口，该红外窗口接收所述红外光；

设于所述低温装置内的待测探测器和参考探测器；

移动平台，带动所述待测探测器和参考探测器移动；

前置放大器，分别连接于所述待测探测器和参考探测器，所述前置放大器将探测信号放大后输出至所述红外光谱仪。

优选的，在上述红外探测器的测量装置中，所述红外光谱仪提供聚焦的红外光。

优选的，在上述红外探测器的测量装置中，还包括非球面镜，所述红外光谱仪提供平行的红外光，所述非球面镜将所述平行的红外光聚焦。

优选的，在上述红外探测器的测量装置中，所述低温装置为制冷机或金属杜瓦瓶。

优选的，在上述红外探测器的测量装置中，所述参考探测器为HgCdTe探测器或InGaAs探测器。

优选的，在上述红外探测器的测量装置中，所述红外窗口为ZnSe窗口或BaF₂窗口。

优选的，在上述红外探测器的测量装置中，所述移动平台为三维平台，所述待测探测器和参考探测器固定于所述低温装置内，所述低温装置固定于所述移动平台上。

优选的，在上述红外探测器的测量装置中，所述待测探测器和参考探测器所在的直线与所述红外光入射方向垂直。

相应的，本发明还公开了一种红外探测器的测量方法，包括如下步骤：

S1、定义坐标系，记录待测探测器相对于参考探测器的偏移量；

S2、调整移动平台，通过红外光谱仪观察参考探测器的光强，记录光强最大时的位置；

S3、通过待测探测器相对于参考探测器的偏移量，相应地调整移动平台，使得红外光照射在待测探测器上，实现对待探测器的测量。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、移动平台可以用于安装小型的金属杜瓦瓶以及大型制冷机，可使用光谱仪内部聚焦红外光测量，也可输出平行光在光谱仪外部聚焦测量；

2、在低温装置中安装参考探测器，可实现低温装置中待测红外探测器与测量红外光路的快速、准确对准，在测量小尺寸探测器以及多个探测器时能提高测量效率；

3、移动平台记录参考探测器对准位置后，在不更换低温装置与参考探测器的情况下，后续测量无需再次对准参考探测器，安装待测探测器后可根据坐标位置直接执行三维平台的移动进行对准；

4、低温装置中可安装多个探测器并位于不同位置，提高待测探测器的对准精度与对准效率，也可安装不同种类的参考探测器，使用已知响应度的参考探测器，可以对待测探测器进行标定，从而可测量其绝对响应度，在测量中容易实现待测探测器与参考探测器等光程与等光照面积的测量条件，标定的准确度高。 

附图说明