利用相关光子进行红外探测器量子效率定标的方法

摘要

本发明公开了一种利用相关光子进行红外探测器量子效率定标的方法，采用台湾龙彩生产的PPLN晶体，制备出了高亮度的631nm/3390nm一对相关光子源，采用静电计对两路的光电流进行采集和独创的光电流处理的物理模型。利用独特的三片式滤波光路和特制的真空制冷杜瓦罐，实现了InSb红外模拟探测器量子效率的定标并对结果进行了定量的评估，将定标结果与国内的计量单位进行比较，两者的相对偏差为3.6%，评估了测量不确定度7.785%（k=2）。为下一步温度调谐实现红外宽波段连续光谱定标、可见波段的CCD相机的模拟定标提供了大量的基础实验。

主权项

利用相关光子进行红外探测器量子效率定标的方法，其特征在于：由Verdi 18二极管激光器产生的窄线宽532nm激光束为泵浦源，该光束依次经起偏器、半波片、格兰泰勒棱镜后形成高消光比的垂直线偏振光，该线偏振光经焦距为f=120mm的长焦透镜聚焦后形成直径为1mm高功率密度光斑，该光斑的最小直径位置与晶体中心位置重合，聚焦后的光束泵浦放置在黑箱内尺寸为50mm×3mm×1.5mm 的PPLN晶体，晶体的周期为10.6258μm，可在25℃下实现532nm→631nm+3390nm的共线参量下转换过程；所述晶体产生631nm/3390nm的相关光子对与泵浦光基本共线，产生的631nm相关光子依次通过690nm二向色镜、400‑750nm高反镜、567nm二向色镜、550nm长通滤光片、567nm二向色镜后入射光电倍增管中，其输出光电流被使用静电屏蔽的BNC接头导入静电计中进行探测；另外一路3390nm的红外波段相关光子依次经过690nm的二向色镜、光束分束器、斩波器、BaF2长焦透镜、3500nm窄带滤光片、小孔光阑入射InSb探测器中，输出的光电流直接导入静电计中，将BaF2透镜、3500nm窄带滤光片、光阑放置液氮制冷的杜瓦罐中，通过构建低温环境抑制背景辐射；对两路的光电流信号进行采集，将某一时刻采集到的光电流所包含的电荷量转换为等效光子计数，并采用双光路平衡探测和双通道数据波动校正的技术方案，等比例的缩放两路的等效光子计数，将缩放后的光子计数代入相关光子的多模式相关性模型中可实现对红外探测器量子效率的定标。