[发明专利]估算光电倍增管在低光强条件下的绝对光响应率的方法

说明书

本发明涉及光学测量领域，估算光电倍增管在低光强条件下的绝对光响应率的方法，硅光电二极管作为校准待测光电倍增管的绝对光功率的参照，在入射光功率为10supgt;‑6/supgt;W到10supgt;‑11/supgt;W下校准硅光电二极管的非线性，线性度其中硅光电二极管输出信号Isubgt;A+B/subgt;(k)的非线性度待测光电倍增管输出信号Isubgt;C+D/subgt;(k)的非线性度确定光电倍增管在入射光功率为10supgt;‑11/supgt;W条件下的绝对响应率；估算在光功率为10supgt;‑16/supgt;W时的绝对光响应率；得到所述待测光电倍增管在10supgt;‑11/supgt;W到10supgt;‑16/supgt;W范围的绝对光响应率。

技术领域

本发明涉及光学测量领域，特别是一种利用非线性修正估算光电倍增管绝对光响应率的估算光电倍增管在低光强条件下的绝对光响应率的方法。

背景技术

极低功率光的测量在科学研究和工业应用上有重要作用，如天文观测、核辐射探测、生物发光探测以及谱学测量等方面，均采用光电倍增管用于光电探测器中来测量可见光区域的低功率光；最常用的精确测量绝对光响应率的方法是将待测探测器的测量结果与一个校准后的参考光源或光电探测器的数据进行对比。目前现有技术的缺陷是，对绝对光响应率的估计和线性度测量是分开进行的，而且是仅对于某一个光谱范围或是某一个较窄的光功率范围，依靠这些实验结果不足以估算光电倍增管测量的宽功率范围的光响应率，所述估算光电倍增管在低光强条件下的绝对光响应率的方法能解决问题。

一个光电二极管的响应率是指其输出的电流信号与输入的辐射量的比值，响应率通常是输入辐射波长的函数；如果一个光电二极管的响应率不随输入辐射的量而变化，则称其为线性的，线性度是光学辐射精密测量的基本需求之一，尤其在光度学和辐射测量学领域，在线性度测量方法中，叠加法是一种基本的方法，由文献【Sanders，C.L.J.Res.NatlBur.Stand.A1972，76，437】和文献【Sanders，C.L.Appl.Opt.1962，1，207】可知，测量非线性度的叠加法的原理是，两个光源发出的光分别在待测光电二极管中产生的光响应为N₁和N₂，两个光源的光的总和在待测光电二极管中产生的光响应为N₁₂，如果N₁+N₂＝N₁₂，则可以认为待测光电二极管是线性的，如果N₁+N₂≠-N₁₂，则非线性度可以由N₁₂/(N₁+N₂)给出。以上方法中可以使用两个不同的光源或者一个光源和两个不同光阑。

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用非线性修正估算光电倍增管绝对光响应率，通过与校准后的光学衰减器得到的结果进行比较来估算，在可见光范围的功率范围宽，最低光功率能够接近单光子水平。

本发明提出一种估算光电倍增管在单光子水平的光功率的可见光照射下的光响应率的方法，基于三个因素：校准后的硅光电二极管的光谱响应率；校准后的硅光电二极管的响应率向光电倍增管的转化；硅光电二极管和光电倍增管的非线性修正。

本发明所采用的技术方案是：