一种日盲滤光片的深截止透过率测试系统及方法与流程

本发明属于滤光片测试设备，具体涉及一种日盲滤光片的深截止透过率测试系统及方法。

背景技术：

1、近年来，日盲紫外探测组件越来越多地应用至电力、铁路、消防和导弹告警等领域当中，该探测组件所用到的日盲滤光片主要负责尽可能多地将日盲区的光保留，将非日盲区的光滤除，这样才能实现日盲紫外探测组件的全天候探测。

2、日盲滤光片的透过率即可表征对非日盲区的滤除效果，日盲滤光片的带外截止深度越高，透过率越低，对非日盲区的滤除效果越好，日盲滤光片的性能也就越高。日盲滤光片透过率的深截止测量不仅可以直接反映滤光片的性能，也可以为滤光片的制备工艺提供参考依据。

3、中国专利申请号2015109414312申请了一种光学滤光片高精度透过率的测试系统及测试方法，在该专利文献中，前端使用激光泵浦宽带光源、光调制器和双级联单色仪系统来产生一个具有一定调制频率的单色光，后端使用紫外可见光电倍增管、高压电源模块、光电信号处理模块和锁相放大器来实现对经滤光片衰减后的光信号的测量。

4、在计算经滤光片衰减后的光功率时，是通过测量时锁相放大器的电压值与标定文件中相同高压相同波长下的电压值的比值来换算光功率，该计算方法可行的前提是紫外光电倍增管的响应呈线性关系，因此该测试系统及测试方法对紫外光电倍增管的要求较高，并且文献中没有任何关于紫外可见光电倍增管和光电信号处理模块的本底噪声剔除的说明。

5、红外技术期刊所录用的一篇基于iccd光子计数的滤光片透过率测试的论文中，提出的是一种基于iccd图像进行光子计数的方法，再根据此计数计算出经过滤光片衰减后的光功率，该方法存在的问题是iccd输出的图像是将像增强器荧光屏的像通过耦合的方式传输至ccd进行感光，因耦合造成的光信号损失无法准确计量，因此该方法计算出的光功率准确性不高。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种日盲滤光片深截止透过率的测试系统及方法，第一方面，本发明提供的方法包括：

2、s1：将被测的日盲滤光片置于暗箱中，通过光源获得稳定的混色光，所述混色光经过单色仪得到波长为λ的单色光；

3、s2：对所述单色光通过光准直器得到准平行光束，对所述准平行光束进行直径调整，对所述直径调整得到的光束进行脉冲个数调整得到测试光束；

4、s3：记录所述测试光束每秒到达计数单元的光子数，根据所述光子数计算得到所述日盲滤光片在波长λ的透过率，计算公式为：

5、

6、其中p0(λ)表示波长为λ时未经所述日盲滤光片衰减的光功率，单位为w，n(λ)表示波长为λ时的光子数，单位为count/s，s(λ)表示波长为λ时所述光子计数器的辐射计数响应度，单位为count·s-1pw-1。

7、具体地，所述稳定的混色光的具体包括：

8、所述光源输出的光功率稳定性小于1％，所述光功率稳定性为所述光源输出的光功率的均方根与功率平均值的比值。

9、进一步地，所述直径调整的具体方法为：

10、减小所述光准直器的出口直径，使所述准平行光束的直径小于所述日盲滤光片的有效横截面直径；

11、保持所述准平行光束的直径小于所述日盲滤光片的有效横截面直径，增加所述光准直器的出口直径，使所述准平行光束的直径趋近于所述日盲滤光片的有效横截面直径。

12、更进一步地，所述脉冲个数调整的具体方法为：

13、调节所述单色仪的入口光狭缝的宽度和出口光狭缝的宽度，使到达所述计数单元的光子脉冲个数小于或等于所述计数单元的最大线性计数率。

14、优选地，记录所述测试光束每秒到达计数单元的光子数的具体方法为：

15、统计所述计数单元在暗光环境下的初始光子数，统计所述测试光束每秒到达所述计数单元的总光子数，所述总光子数减去所述初始光子数得到所述光子数。

16、第二方面，本发明提供的系统包括：

17、光源，用于产生所述混色光，所述混色光包括：紫外线和可见光；

18、单色仪，用于通过所述入口光狭缝接收所述混色光，通过所述出口光狭缝输出所述波长为λ的单色光；

19、光准直器，用于接收所述单色光，输出所述准平行光束；

20、计数单元，用于对所述测试光束每秒到达计数单元的光子数进行记录；

21、暗箱，用于为所述日盲滤光片和所述计数单元提供暗光环境；

22、计算机，用于根据所述光子数计算得到所述日盲滤光片在波长λ的透过率。

23、优选地，所述单色仪、所述日盲滤光片和所述计数单元处于同一水平线，所述单色仪杂散光抑制能力满足因单色仪二级衍射等原因产生的杂散光对测量结果带来的干扰可忽略不计的条件。

24、优选地，所述日盲滤光片和所述计数单元放置于所述暗箱内，所述暗箱包括暗箱入口和暗箱出口，所述暗箱入口与所述光准直器相连，所述日盲滤光片放置于所述暗箱出口和所述计数单元之间，所述计数单元通过所述暗箱出口与所述计算机相连。

25、优选地，所述日盲滤光片的光谱测量范围小于所述计数单元的光谱响应范围。

26、本发明的有益效果为：

27、(1)通过控制到达光子计数器的光子脉冲个数小于或等于计数单元的最大线性计数率，实现了对单光子级别的光能量的测量，取代锁相放大器的电压值与标定文件中相同高压相同波长下的电压值的比值来换算光功率，无需考虑紫外光电倍增管的响应，提高了透过率测试的精度；

28、(2)通过采用光子计数器输出的光子脉冲个数计算光功率，不存在由光耦合传输带来的能量损失，提高了透过率测试的准确度。

技术特征：

1.一种日盲滤光片的深截止透过率的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稳定的混色光具体包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直径调整的具体方法为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲个数调整的具体方法为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，记录所述测试光束每秒到达光子计数器的光子数的具体方法为：

6.一种日盲滤光片的深截止透过率的测试系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述单色仪、所述日盲滤光片和所述光子计数器处于同一水平线。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述日盲滤光片和所述光子计数器放置于所述暗箱内，所述暗箱包括暗箱入口和暗箱出口，所述暗箱入口与所述光准直器相连，所述日盲滤光片放置于所述暗箱出口和所述光子计数器之间，所述计数单元通过所述暗箱出口与所述光子计数器相连。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述日盲滤光片的光谱测量范围小于所述计数单元的光谱响应范围。

技术总结
本发明涉及一种日盲滤光片的深截止透过率的测试方法及系统，属于滤光片测试设备技术领域。其中，该方法包括：将被测的日盲滤光片置于暗箱中，通过光源获得稳定的混色光，混色光经过单色仪得到波长为λ的单色光。对单色光通过光准直器得到准平行光束，对准平行光束进行直径调整和脉冲个数调整得到测试光束。记录测试光束每秒到达光子计数器的光子数，根据光子数计算得到日盲滤光片在波长λ的透过率。通过对单光子级别的光能量的测量，提高了透过率测试的精度，且不存在由光耦合传输带来的能量损失，提高了透过率测试的准确度。

技术研发人员：卢航
受保护的技术使用者：上海紫红光电技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15