一种紫外焦平面阵列响应特性测试装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种紫外焦平面阵列响应特性测试装置，还涉及一种紫外焦平面阵列响应特性测试方法。
【背景技术】
[0002]当今的光电子技术，已经延伸到了波长在10nm-400nm的紫外光区域。与此同时，紫外探测器及相关技术也得到了迅速的发展。在军用和民用方面，紫外探测技术都有很高的应用价值。军事上，紫外探测技术可以应用于导弹制导、导弹预警、紫外通信等领域；民用上，紫外探测技术可以应用于燃烧工程、紫外水净化处理中的紫外线测量、火焰探测等领域。
[0003]经过多年的发展，紫外探测器已经从单元探测器发展到了阵列型的焦平面阵列(FPA)。可以预见，在当今和未来的信息获取领域，紫外焦平面阵列将扮演越来越重要的角色。紫外焦平面阵列的研制、生产、检测和应用都离不开紫外焦平面阵列特性参数的校准/测试。精确测量紫外焦平面阵列的各个特性参数，是准确评价焦平面阵列器件性能的前提，为材料选取、工艺改进、数据补偿、光学系统设计、图像处理提供指导，同时也是推断紫外武器装备效能的重要依据。因此，紫外焦平面阵列器件性能参数校准/测试对于器件设计制造者、成像装备系统设计制造者以及器件使用者来说都具有非常重要的指导意义。
[0004]紫外焦平面阵列的响应特性是其最基本的参数之一，现有装置采用氙灯或氘灯作为光源，通过单色仪后产生单色光，直接照射到紫外焦平面阵列上进行噪声、响应率非均匀性、相对光谱响应等参数的测试。该方案把单色仪狭缝的输出光近似为均匀光，一方面光源的均匀性不够高，造成测量结果精度低，会有较大的误差；同时氘灯光源本身光功率较弱，会给测试带来一定的不便。
[0005]此外，还有采用平行光管的方案来获取面阵均匀光源，但这种方案依然存在均匀性不够高的缺点，而且所用的装置往往只能对特定的器件来进行测试。同时，对于响应率等参数，目前尚未有对该参数的测试装置。
[0006]综上来看，目前尚没有紫外焦平面阵列单色响应率参数的测试装置，比较常见的是非均匀性参数的测试，测试参数较为单一;而且现有装置往往只是针对特定响应波段、特定阵列规模的器件，适用性不强
【发明内容】
[0007]为解决上述现有技术的不足，本发明提出了一种紫外焦平面阵列响应特性测试装置及方法。
[0008]本发明的技术方案是这样实现的:
[0009]—种紫外焦平面阵列响应特性测量装置，包括:连续谱紫外积分球、单色LED积分球、激光导入积分球、扩束镜、标准探测器、二维平移台、固定平台、遮光暗箱、光源、激光稳功率系统、散热系统；
[0010]连续谱紫外积分球、单色LED积分球、激光导入积分球的输出口通过遮光暗箱的开孔连接到遮光暗箱上，其中，连续谱紫外积分球和遮光暗箱直接相连，单色LED积分球、激光导入积分球经过扩束镜之后和遮光暗箱相连；
[0011 ]遮光暗箱内放置二维平移台和探测器的固定平台；
[0012]光源I对应于连续谱紫外积分球，采用氘灯和紫外LED共同发光;光源2对应于单色LED积分球，采用单色紫外LED发光;激光导入积分球采用紫外激光器光源，并通过激光功率稳定系统后进入到激光导入积分球中。
[0013]本发明的紫外焦平面阵列响应特性测量装置，还包括稳定性监视设备，在连续谱紫外积分球、单色LED积分球、激光导入积分球上面分别布置了监视光电二极管探测器，光电二极管探测器将光学信号转换为电流信号，通过IV转换器转换为电压信号，计算机通过USB接口远程控制数据采集卡，测量电压信号实现紫外积分球参考光源辐射特性的监视。
[0014]可选地，所述光源2为LED发光单元，有两种:其中一种峰值波长为365nm，其光功率达到900mW;另外一种峰值波长为280nm，其光功率达到90mW;对365nm波长点和280nm波长点进行响应率标定。
[0015]可选地，所述扩束镜f/#设计为2.5，出光口设计直径为50mm，扩束镜焦距为250mm，光源的发散角约为2.86°。
[0016]可选地，所述激光导入积分球采用球内旋转漫射板对激光产生的散斑进行去除，外部激光通过激光导入积分球下方的一个反射镜导入到激光导入积分球内部的漫反射板上，反射镜安装在三维平台上;在激光导入积分球上安装微型直流电机，电机带动漫射板旋转，外部激光入射在旋转漫射板上，用步进电机带动漫射板旋转，通过控制发送脉冲的速度调节漫射板的转速。
[0017]可选地，所述氘灯的散热通过散热风扇风冷实现，连续谱紫外积分球和单色LED积分球上安装的LED发光单元通过温控制冷。
[0018]可选地，采用压缩机制水冷方式进行散热温控，循环水在冷水机里进过制冷温控输出，依次通过LED发光单元散热组件，最后返回冷水机里面进行冷却温控处理，形成温控闭环。
[0019]可选地，LED直接贴装焊接在铜基板上，铜基板背面涂抹高散热性硅脂，然后压装在水冷块上面，水冷块中间设计蛇形水槽。
[0020]可选地，所述遮光暗箱前端开有三个积分球入光开孔，箱体整体采用两半、斜开合结构、金属合页连接方式;箱体两侧有大方开孔，以便于侧面的操作和观察，采用平移侧门的方式，测量时请将侧门处于关闭状态，侧面还有电缆出线的开孔，也有盖板遮挡开孔。
[0021]基于上述装置，本发明还提供了一种紫外焦平面阵列响应特性测量方法，实际工作时，被测探测器或者标准探测器放置在二维平移台的支架上，并和积分球输出口保持一定距离；调整位移台，使探测器正对积分球的输出口；当进行响应率参数的测量时，探测器放置在单色LED积分球或激光导入积分球的前方;积分球出射光分别被标准探测器和被测探测器接收后，将测试数据发送给计算机；当进行响应率非均匀性、噪声参数测量时，被测探测器放置在连续谱紫外积分球正前方，积分球出射光被被测探测器接收后，将测试数据发送给计算机。
[0022]本发明的有益效果是:
[0023](I)测量参数全，测试的覆盖范围广:能够对紫外焦平面阵列单色响应率、响应率非均匀性、噪声等参数进行测试；同时LED光源和激光器配合使用，提供了多种波长的单色光源，能够满足不同类型、不同响应波段的探测器的测试;积分球较大的输出口径也能满足大面阵紫外焦平面阵列的测量；
[0024](2)测量精度高:采用积分球系统提供均匀紫外光辐射，同时扩束器的使用及合理的结构设计，使光源的非均匀性能够达到1%以内；激光导入积分球前加入了紫外激光功率稳定系统，更能提尚光源的均勾性和稳定性；
[0025](3)稳定性好:为积分球光源设计了制冷温控系统，同时为了进一步监视紫外积分球参考光源的辐射特性，设计了稳定性监视系统，这样能够保证测量装置有较高的稳定性；
[0026](4)操作简便。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通