光电探测器光谱响应测试系统及其测量方法

摘要

光电探测器光谱响应测试系统及其测量方法，属于光学辐射定标测量仪器及方法，解决现有测试系统成本昂贵且难以保证测量精度的问题，以实现光谱响应的高精度测量。本发明的测试系统，包括正弦调制光源、聚光透镜、单色仪、滤光片轮、暗箱、电机驱动电路，微控制器控制电路、前置放大电路、正弦锁相放大电路、数据采集卡和计算机，所述正弦调制光源为正弦调制的白炽灯、卤钨灯或LED光源。本发明使用正弦调制光源，采用可编程器件实现正弦锁相放大的方式，测量并绘制在300～900nm范围内的光电探测器光谱响应，实现高精度测量的同时，降低了设备成本和设计难度。

主权项

一种光电探测器光谱响应测试系统，包括正弦调制光源(1)、聚光透镜(2)、单色仪(3)、滤光片轮(4)、暗箱(12)、电机驱动电路(13)、微控制器控制电路(14)、前置放大电路(15)、数据采集卡(17)和计算机(18)；所述暗箱(12)内装设有准直光学系统(5)、分光镜(6)、第一电动转台(10)和第二电动转台(11)，第一电动转台(10)上安装有标准Si光电探测器(7)，第二电动转台(11)上安装有参考Si光电探测器(9)；正弦调制光源(1)发出的光经过聚光透镜(2)，进入单色仪(3)进行分光，经滤光片轮(4)滤除高阶光谱，输出单色光进入暗箱(12)，再经准直光学系统(5)准直为平行光，投射到分光镜(6)上，进行1：1分光，透射光被标准Si光电探测器(7)接收，反射光被参考Si光电探测器(9)接收；标准Si光电探测器(7)输出电信号和参考Si光电探测器(9)输出电信号通过前置放大电路(15)放大，经过正弦锁相放大器(16)放大并输出测量的直流量，之后由数据采集卡(17)送至计算机(18)进行数据处理；计算机(18)加载有单色仪控制模块、滤光片轮控制模块、电机控制模块和数据采集模块，计算机(18)通过电机控制模块向微控制器控制电路(14)发送指令，控制电机驱动电路(13)驱动第一电动转台(10)和第二电动转台(11)，通过单色仪控制模块、滤光片轮控制模块和数据采集模块完成单色仪控制、滤光片轮控制和数据采集功能；其特征在于：所述正弦调制光源(1)为正弦调制的白炽灯、卤钨灯或LED光源；所述前置放大电路(15)和数据采集卡(17)之间串连有正弦锁相放大电路(16)，正弦锁相放大电路输入端连接前置放大电路(15)，正弦锁相放大电路输出端连接数据采集卡(17)，正弦锁相放大电路将前置放大电路(15)输出的正弦信号进行锁相放大并输出直流量，由数据采集卡(17)送至计算机(18)进行数据处理，计算待测光电探测器的光谱响应度。