一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光探测技术领域，具体地，涉及一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置。
【背景技术】
[0002]对于光探测器来说，辐射灵敏度是最重要的性能指标之一。辐射灵敏度是指光探测器在特定波长下的输出信号与该入射光功率值的比。在现有技术中，辐射灵敏度的测试，首先用单色仪分选出单色光，调节减光系统使入射光的光功率在光功率计的工作范围内，测试此时的光功率密度，记为w ;然后，调节减光系统使入射光的光功率在被测探测器的工作范围内，记录此时的光衰减系数，记为η ;最后，用被测探测器取代光功率计，测试此时被测探测器的输出信号，记为I ;被测探测器的光敏区面积，记为S ;入射到被测探测器的光功率值，记为P ;辐射灵敏度，记为S ;测试中探测器输出信号I和系统光衰减系数η为定值；s = i/p ;p = w n s;评价辐射灵敏度的关键在于精确确定光功率密度w和被测探测器的光敏区面积S。
[0003]目前，光功率密度w= p/s’，其中S，是标准光功率计的灵敏区面积，为定值；p是标准光功率计测得的减光前测试位置处的光功率值。实际工作中w = p/s’，减光前测试位置处的光功率值在纳瓦量级，而光功率计输出读数误差在十分之一纳瓦以上，这样得到的光功率值往往会有百分之十以上误差，最终得到的辐射灵敏度准确度较差。
[0004]光探测器的光敏面积s通常由制造商提供标准数值，为保证整个光敏区面积s都处于工作状态，测试中需要将测试光充满整个光探测器灵敏区。但是由于光探测器制作工艺问题，探测器的光敏区面积与制造商提供标准数值有误差，最终得到的辐射灵敏度准确度较差。
[0005]为了解决辐射灵敏度测试准确度较差这一难题，减少测试中带来的不确定因素，保证测试结果的准确性和可靠性，就需要在测试中降低标准光功率计测得的减光前测试位置处光功率值的误差，避免被测探测器光敏区面积的不准确，必须设计、采用新的基于提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型目的是提供一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置，解决光探测器的光敏面积难以准确确定，光功率值误差大，导致辐射灵敏度值测试准确度较差的技术问题。
[0007]为实现所述目的，本实用新型的一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置包含:避光外壳、光输入端口、光路调制系统、测试支架、光功率计、光功率读出接口、被测探测器、被测探测器输出接口、减光系统，所述避光外壳保证测试过程中屏蔽环境光的干扰，所述光输入端口引入测试用单色光，所述光路调制系统位于光输入端口与测试支架之间，以使光束汇聚，调制被测探测器的光窗形状，将光斑形状调制与被测探测器一致，所述测试支架上至少有两个测试位置，光功率计和被测探测器放置在不同测试位置上，其中光功率计的测试支架可移入/移出测试光路，被测探测器位置可根据灵敏区面积在光路轴上前后移动，所述光功率计安装在测试支架上并处于光束焦点附近，光束能量完全被光功率计测至IJ，所述光功率读出接口通过信号线连接到光功率计上读出光功率输出数据，所述被测探测器安装在测试支架上位于光功率计后并通过电源线连接到外部电源，所述被测探测器输出接口输出被测探测器测试信号通过数据线连接到被测探测器，所述减光系统可以选择安装在测试支架上，在光功率计和被测探测器之间；为避免光路中空气对光的吸收，可以使用真空环境，光路调制系统是使用多块透镜聚光，使用光栅形成不同形状的光斑，进而调整光束形状的功能性组件，光功率计是使用高稳定度测光器件，被测探测器为各种光探测器，通常是以光电倍增管作为核心器件。
[0008]本实用新型所述的一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置在解决光探测器的光敏面积难以准确确定，光功率值误差大，辐射灵敏度值测试准确度较差的技术问题时可显示出很大的优越性。调制后出射的光束为发散型，焦点附近光束截面较小，随着距离的增加，光束截面逐渐增大。光功率计在焦点附近放置，探测器放置在光束截面刚好覆盖其灵敏面的位置。实测时，先使用光功率计测试光功率；然后将光功率计移出光路，使光束直接入射至光探测器处，此时探测器接收光功率即为光功率计所测结果；得到探测器输出后与光功率值两者直接得到探测器的辐射灵敏度。
[0009]本实用新型将通过优选的实施例结合附图加以说明。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置原理框图。
[0011]图2是本实用新型光功率计与探测器相对位置示意图。
【具体实施方式】
[0012]参照附图将详细叙述本实用新型的具体实施方案:
[0013]如图1所示的一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置中，单色光通过安装在避光外壳I上的光输入端口 2入射到光路调制系统4上，根据被测探测器9的光窗形状，调整光路调制系统4，将光斑形状调制与被测探测器9 一致，光功率计5与被测探测器9位于测试支架3上，光功率计5在光路焦点处，测得整个光束光功率为P，得到减光前测试位置处的光功率值在10纳瓦以上，将光功率计5移出光路，使得入射到光功率计上的光束经减光和扩束后刚好覆盖被测探测器9的光敏区面积，被测探测器9接收光功率即为光功率计所测结果，此时，入射到被测探测器的光功率值P = P η，测试此时被测探测器的输出信号，记为I;辐射灵敏度s = I/p η。
[0014]如图2所示的一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置中，光功率计和被测探测器放置在测试支架不同测试位置上，光功率计安装在入射光束焦点附近，光束能量完全被光功率计测到，被测探测器位置可根据灵敏区面积在光路轴上前后移动。
[0015]以光敏面积为Icm2的光功率计和光敏面积约为?5cm的光探测器为例，测试550nm单色光照射下的计数灵敏度。用光功率计测得入射光的光功率值为10.2nff ;调节减光系统使入射光在光子计数探头的工作范围内，测得探头的计数率为2.27*106cps，此时减光片的光衰减系数η为1.0*10 3，则计数灵敏度S = 2.23*105cps/pW。传统方案中光功率计的测试位置需要放在探测器平面上，光功率计输出在0.54nW左右，所以本实用新型的光功率计探头输出是传统方案的19倍以上，相应的光功率测量结果信噪比也大幅提升。
[0016]当然，本实用新型还可有其他实施例，在不违背本实用新型实质的前提下，相关技术人员可根据本实用新型做出相应改变或变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置，其特征在于，由避光外壳(I)、光输入端口(2)、测试支架(3)、光路调制系统(4)、光功率计(5)、光功率读出接口(6)、被测探测器(9)、被测探测器输出接口(7)、减光系统(8)组成，所述避光外壳(I)保证测试过程中屏蔽环境光的干扰，所述光输入端口(2)引入测试用单色光，所述光路调制系统(4)位于光输入端口(2)与测试支架(3)之间，以使光束汇聚，调制被测探测器(9)的光窗形状，将光斑形状调制与被测探测器(9) 一致，所述测试支架(3)上至少有两个测试位置，光功率计(5)和被测探测器(9)放置在不同测试位置上，其中光功率计(5)的测试支架可移入/移出测试光路，被测探测器(9)位置可根据灵敏区面积在光路轴上前后移动，所述光功率计(5)安装在测试支架(3)上并处于光束焦点附近，光束能量完全被光功率计测到，所述光功率读出接口(6)通过信号线连接到光功率计(5)上读出光功率输出数据，所述被测探测器(9)安装在测试支架(3)上位于光功率计(5)后并通过电源线连接到外部电源，所述被测探测器输出接口(7)输出被测探测器(9)测试信号通过数据线连接到被测探测器(9)，所述减光系统⑶可以选择安装在测试支架⑶上，在光功率计(5)和被测探测器(9)之间。2.根据权利要求1所述的一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置，其中所述的测试环境可为真空。3.根据权利要求1所述的一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置，其中所述的光路调制系统由多块透镜聚光，使用光栅形成不同形状的光斑，进而调整光束形状的功能性组件。4.根据权利要求1所述的一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置，其中所述的光功率计是使用高稳定度测光器件。5.根据权利要求1所述的一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置，其中所述的被测探测器为各种光探测器，通常是以光电倍增管作为核心器件。
【专利摘要】本实用新型提供一种提高光探测器辐射灵敏度测试准确度的装置，包括避光外壳、光输入端口、光路调制系统、测试支架、光功率计、光功率读出接口、被测探测器、被测探测器输出接口、减光系统，所述光路调制系统位于光输入端口与测试支架之间，光功率计和被测探测器放置在测试支架不同测试位置上，光功率读出接口通过信号线联接到光功率计上读出光功率输出数据，被测探测器安装在测试支架上位于光功率计后通过电源线联接到外部电源，被测探测器输出接口通过数据线联接到被测探测器输出被测探测器测试信号，减光系统可以选择安装在测试支架上，本实用新型解决光探测器的光敏面积难以准确确定，光功率值误差大，辐射灵敏度值测试准确度较差的技术问题。
【IPC分类】G01J1/00
【公开号】CN204854955
【申请号】CN201520347394
【发明人】郭维新, 袁秀丽
【申请人】北京滨松光子技术股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年5月27日