专利名称：百兆级带宽光电探测仪器标定方法
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IGHz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米集时刻，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
O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)Wi (λ) =标准探测器结果WTi ( λ ) /被标定仪器结果Wsi ( 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
(I)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。
图I本发明的装置结构示意图。
具体实施例方式如图I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I作为标定光源，激光脉宽3_10ns；
(2)在可调谐OPO激光器I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I的出射激光散射；
(3)在漫反射板2的反射光路上设置聚焦透镜3、光电探测器4，聚焦透镜3将部分散射光倒入收集光纤5，光电探测器4的响应频率在IGHz内，相应波长范围为210nm-2200nm，光电探测器4收集部分散射光，光电探测器4收集的散射光信号作为被标定仪器采集触发；
(4)收集光纤5的另一端接入一个积分球6的入光端,积分球6的出光端和两根相同材料、长度、直径的传输光纤7、传输光纤8连接，积分球6将收集光纤5导入的光分为相同的两束由传输光纤7、传输光纤8导出，传输光纤7与多波长、快响应的标准探测器9相连，传输光纤8与被标定仪器10相连；
(5)光电探测器4与被标定仪器10之间通过信号延迟线11相连，信号延迟线11调节触发被标定仪器10的米集时刻,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9的信号输出端接入计算机控制系统12，计算机控制系统12与可调谐OPO激光器I控制连接，计算机控制系统12内置软件，软件运行过程包括以下内容O设置可调谐OPO激光器I的扫描波段；
2)设置可调谐OPO激光器I的扫描步长；
3)设置可调谐OPO激光器I进行自动扫描；
4)设置可调谐OPO激光器I的脉冲个数；
5)与标准探测器9通讯，告知标准探测器9标定光源波长，返回此波长上获得的标准探测器9数值；
6)Wi (λ) =标准探测器结果WTi ( λ ) /被标定仪器结果Wsi ( 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。
权利要求
1.一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(I)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IGHz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米集时刻，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 O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)Wi (λ) =标准探测器结果WTi ( λ ) /被标定仪器结果Wsi ( 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。
全文摘要
本发明公开了一种百兆级带宽光电探测仪器标定方法，使用OPO可获得高单色性光源；可对210nm-2200nm宽波长范围内仪器标定，获得仪器波长-响应率。本发明使用可调谐OPO激光器可获得高单色性光源；波长范围大，可对210nm-2200nm宽波长范围内仪器标定；对于100M以上带宽光电仪器标定准确。
文档编号G01J3/00GK102889928SQ201210361789
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者臧庆, 陈慧, 赵君煜 申请人:中国科学院等离子体物理研究所