[实用新型]一种长波红外光电探测器绝对光谱响应度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及测试技术领域，特别涉及一种长波红外光电探测器绝对光谱 响应度测量装置。

背景技术

光电探测器的绝对光谱响应度是指探测器的响应电压与入射的光功率的比 值，即为：

R＝V/P

其中，R为光电探测器绝对光谱响应度，V为光电探测器响应电压，P为入射到 光电探测器上的光功率。因此，只要精确测量光电探测器的响应电压V和入射光 功率P，就可以计算出光电探测器的绝对光谱响应度R。

目前，电压的测量有着很高的精度，光电探测器绝对光谱响应度的测量精度 主要取决于光功率的测量。

低温辐射计是目前国际上光功率测量领域最高精度的计量标准。低温辐射计 采用低温、真空和超导技术，将光功率测量完全等效为电功率测量，而电功率的 测量可以达到很高的测量精度。

目前，国内外研究机构利用低温辐射计对可见光、近红外波段(400nm～ 1100nm)光电探测器绝对光谱响应度的测量技术相对成熟，测量精度可以达到 0.01％。长波红外波段(8μm～14μm)是一个极为特殊的电磁辐射波段，既对应 着地球表面所有常温目标物体的电磁辐射波段，又恰好处于被称为“大气窗口”的 大气弱吸收光谱波段。

长波红外波段光电探测器在精确武器制导、侦察预警、地球资源探测、气象 学等领域有着非常重要的应用。但是，由于长波红外波段与可见光、近红外波段 相距较远，人眼不可见，而且探测手段匮乏，国内外研究机构对于长波红外波段 光电探测器绝对光谱响应度的测量精度都普遍较低。

目前，长波红外光电探测器绝对光谱响应度的测量方法主要为：

(1)将长波红外传递标准探测器置于低温辐射计前，长波红外激光入射到 传递标准探测器光敏面，测量探测器响应电压；

(2)将传递标准探测器移开，长波红外激光入射进低温辐射计，精确测量 激光光功率；

(3)传递标准探测器的绝对光谱响应度参数精确定标之后，利用传递标准 探测器，对其他单位送检的长波红外探测器的绝对光谱响应度参数进行校准和测 量。

现阶段测量方法存在的主要问题在于：

(1)低温辐射计的高吸收腔位于密封的低温、真空环境中，低温辐射计前 端存在一个窗口，激光从窗口入射进低温辐射计腔体。为了提高激光入射进窗口 的透过率，根据激光的偏振方向，将窗口的倾斜角度设计为布儒斯特角。理论上， 线偏振光以布儒斯特角入射到窗口，激光应该全部透过窗口，没有反射光。实验 中由于激光的偏振不完全以及窗口角度的偏差，往往存在很弱的反射光。在可见 光常规波段(400nm～700nm)，该反射光可以用人眼观察到。低温辐射计测量光 功率前，需要将窗口角度调节至布儒斯特角，通过人眼观察反射光，将反射光调 至最弱即可。另外，低温辐射计对光功率测量完成后，需要精确测量布儒斯特窗 口的透过率。由于此时窗口与低温辐射计腔体相连，因此需要将布儒斯特窗口从 低温辐射计上拆下，移动至低温辐射计前某位置固定，根据人眼观察反射光强弱， 将窗口角度进行复原，使用光电探测器对窗口前、窗口后的光功率进行测量，计 算出窗口的透过率。与可见光常规波段不同，对于长波红外波段激光，人眼不可 见，布儒斯特窗口的反射光不易观察检测。因此，在长波红外波段，低温辐射计 测量光功率前，布儒斯特窗口的放置角度很难确定；低温辐射计测量光功率完成 后，布儒斯特窗口透过率测量也存在困难。

(2)长波红外传递标准探测器通常采用HgGdTe光电探测器。目前，HgGdTe 探测器普遍存在响应面积较小、空间均匀性较差的特点，在量值传递过程中引入 了测量误差。

实用新型内容

为解决上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种长波红外光电探 测器绝对光谱响应度测量装置，该测量装置通过使用可见光波段氦氖激光 (633nm)作为长波红外激光的引导光，实现了长波红外波段布儒斯特窗口角度 的精确调节；通过将布儒斯特窗口单独固定，并且在布儒斯特窗口与低温辐射计 腔体之间增加真空波纹管，提高布儒斯特窗口透过率的测量精度；通过设计全新 的长波红外传递标准探测器，提高绝对光谱响应度参数的量值传递精度；该测量 装置可大大提高长波红外光电探测器绝对光谱响应度的测量精度。

本实用新型的技术方案是这样实现的：