專利名稱：百兆級(jí)帶寬光電探測(cè)儀器標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電儀器標(biāo)定領(lǐng)域，提供了一種百兆級(jí)帶寬光電探測(cè)儀器標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
光電探測(cè)儀器是物理、化學(xué)、生物等科學(xué)研究領(lǐng)域普遍使用的一種儀器，最主要用于研究所關(guān)心的光譜強(qiáng)度變化。由于大多數(shù)探測(cè)器在工作波長(zhǎng)范圍具有不同的響應(yīng)特性，當(dāng)需要對(duì)比不同波長(zhǎng)譜的強(qiáng)度時(shí)，必須進(jìn)行相對(duì)標(biāo)定。通過標(biāo)注探測(cè)器校準(zhǔn)，可以獲得絕對(duì)響應(yīng)率曲線。目前常用的手段為，使用單色儀作為標(biāo)準(zhǔn)光源，通過掃描不同波長(zhǎng)，獲得相應(yīng)的探測(cè)器波長(zhǎng)-響應(yīng)率曲線。此種方法的問題在于，單色儀出射光為直流信號(hào)，不能反映探測(cè)電路在高頻模式下的實(shí)際響應(yīng)；此外，單色儀出射光的單色性與光能量程反比，在提高單色性同時(shí)，光強(qiáng)變?nèi)酰档蜆?biāo)定系統(tǒng)的信噪比，精度變差；最為重要的單色儀的每塊光柵可提供 的波長(zhǎng)范圍只有幾百nm，儀器的針對(duì)性高，難以通用。為近似模擬高頻信號(hào)，一種方法是在單色儀出射口增加斬波器，獲得快速變化的單色光源。但此種方法獲得的單色信號(hào)頻率與斬波器的電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)，電機(jī)裝置限制其難以獲得兆Hz以上信號(hào)。因此，目前如需要要標(biāo)定儀器的波長(zhǎng)-響應(yīng)率，通常只能使用單色儀獲得直流情況下的曲線，后采用高頻單色LED光源在特定波長(zhǎng)上進(jìn)行系數(shù)糾正。綜上所述，光電儀器的波長(zhǎng)-響應(yīng)率曲線是其基本參數(shù)，但目前可獲得的手段有限，且誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用可調(diào)諧OPO激光器作為標(biāo)準(zhǔn)光源的百兆級(jí)帶寬光電探測(cè)儀器標(biāo)定方法，簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確獲得儀器波長(zhǎng)-響應(yīng)率。為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用的具體方案為
一種百兆級(jí)帶寬光電探測(cè)儀器標(biāo)定方法，包括有光電探測(cè)儀器，其特征在于，具體標(biāo)定方法包括以下內(nèi)容
(1)采用波長(zhǎng)在210nm-2200nm可調(diào)諧OPO激光器作為標(biāo)定光源，激光脈寬3_10ns；
(2)在可調(diào)諧OPO激光器的前方光路上設(shè)置漫反射板，漫反射板將可調(diào)諧OPO激光器的出射激光散射；
(3)在漫反射板的反射光路上設(shè)置聚焦透鏡、光電探測(cè)器，聚焦透鏡將部分散射光倒入收集光纖，光電探測(cè)器的響應(yīng)頻率在IGHz內(nèi)，相應(yīng)波長(zhǎng)范圍為210nm-2200nm，光電探測(cè)器收集部分散射光，光電探測(cè)器收集的散射光信號(hào)作為被標(biāo)定儀器采集觸發(fā)；
(4 )收集光纖的另一端接入一個(gè)積分球的入光端，積分球的出光端和兩根相同材料、長(zhǎng)度、直徑的傳輸光纖一、傳輸光纖二連接，積分球?qū)⑹占饫w導(dǎo)入的光分為相同的兩束由傳輸光纖一、傳輸光纖二導(dǎo)出，傳輸光纖一與多波長(zhǎng)、快響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器相連，傳輸光纖二與被標(biāo)定儀器相連；(5)光電探測(cè)器與被標(biāo)定儀器之間通過信號(hào)延遲線相連，信號(hào)延遲線調(diào)節(jié)觸發(fā)被標(biāo)定儀器的米集時(shí)刻，確保激光信號(hào)在激光脈寬尺度內(nèi)完全被收集；
(6)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器的信號(hào)輸出端接入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與可調(diào)諧OPO激光器控制連接，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)置軟件，軟件運(yùn)行過程包括以下內(nèi)容
O設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器的掃描波段；
2)設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器的掃描步長(zhǎng)；
3)設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器進(jìn)行自動(dòng)掃描；
4)設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器的脈沖個(gè)數(shù)；
5)與標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器通訊，告知標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器標(biāo)定光源波長(zhǎng)，返回此波長(zhǎng)上獲得的標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器數(shù)值；
6)Wi (λ) =標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器結(jié)果WTi ( λ ) /被標(biāo)定儀器結(jié)果Wsi ( λ )，獲得一個(gè)掃描過程被標(biāo)定儀器波長(zhǎng)-響應(yīng)率曲線；
7)通過設(shè)置多個(gè)激光脈沖個(gè)數(shù)，獲得多次掃描結(jié)果；
8)通過標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器獲得的絕對(duì)數(shù)值，計(jì)算被標(biāo)定儀器絕對(duì)響應(yīng)率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(I)使用可調(diào)諧OPO激光器可獲得高單色性光源；
(2)波長(zhǎng)范圍大，可對(duì)210nm-2200nm寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)儀器標(biāo)定；
(3)對(duì)于100M以上帶寬光電儀器標(biāo)定準(zhǔn)確。


圖I本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，一種百兆級(jí)帶寬光電探測(cè)儀器標(biāo)定方法，包括有光電探測(cè)儀器，其特征在于，具體標(biāo)定方法包括以下內(nèi)容
(1)采用波長(zhǎng)在210nm-2200nm可調(diào)諧OPO激光器I作為標(biāo)定光源，激光脈寬3_10ns；
(2)在可調(diào)諧OPO激光器I的前方光路上設(shè)置漫反射板2，漫反射板2將可調(diào)諧OPO激光器I的出射激光散射；
(3)在漫反射板2的反射光路上設(shè)置聚焦透鏡3、光電探測(cè)器4，聚焦透鏡3將部分散射光倒入收集光纖5，光電探測(cè)器4的響應(yīng)頻率在IGHz內(nèi)，相應(yīng)波長(zhǎng)范圍為210nm-2200nm，光電探測(cè)器4收集部分散射光，光電探測(cè)器4收集的散射光信號(hào)作為被標(biāo)定儀器采集觸發(fā)；
(4)收集光纖5的另一端接入一個(gè)積分球6的入光端,積分球6的出光端和兩根相同材料、長(zhǎng)度、直徑的傳輸光纖7、傳輸光纖8連接，積分球6將收集光纖5導(dǎo)入的光分為相同的兩束由傳輸光纖7、傳輸光纖8導(dǎo)出，傳輸光纖7與多波長(zhǎng)、快響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器9相連，傳輸光纖8與被標(biāo)定儀器10相連；
(5)光電探測(cè)器4與被標(biāo)定儀器10之間通過信號(hào)延遲線11相連，信號(hào)延遲線11調(diào)節(jié)觸發(fā)被標(biāo)定儀器10的米集時(shí)刻,確保激光信號(hào)在激光脈寬尺度內(nèi)完全被收集；
(6)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器9的信號(hào)輸出端接入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)12，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)12與可調(diào)諧OPO激光器I控制連接，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)12內(nèi)置軟件，軟件運(yùn)行過程包括以下內(nèi)容O設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器I的掃描波段；
2)設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器I的掃描步長(zhǎng)；
3)設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器I進(jìn)行自動(dòng)掃描；
4)設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器I的脈沖個(gè)數(shù)；
5)與標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器9通訊，告知標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器9標(biāo)定光源波長(zhǎng)，返回此波長(zhǎng)上獲得的標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器9數(shù)值；
6)Wi (λ) =標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器結(jié)果WTi ( λ ) /被標(biāo)定儀器結(jié)果Wsi ( λ )，獲得一個(gè)掃描過程被標(biāo)定儀器波長(zhǎng)-響應(yīng)率曲線；
7)通過設(shè)置多個(gè)激光脈沖個(gè)數(shù)，獲得多次掃描結(jié)果；
8)通過標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器獲得的絕對(duì)數(shù)值，計(jì)算被標(biāo)定儀器絕對(duì)響應(yīng)率。
權(quán)利要求
1.一種百兆級(jí)帶寬光電探測(cè)儀器標(biāo)定方法，包括有光電探測(cè)儀器，其特征在于，具體標(biāo)定方法包括以下內(nèi)容(I)采用波長(zhǎng)在210nm-2200nm可調(diào)諧OPO激光器作為標(biāo)定光源，激光脈寬3-10ns ； (2)在可調(diào)諧OPO激光器的前方光路上設(shè)置漫反射板，漫反射板將可調(diào)諧OPO激光器的出射激光散射； (3)在漫反射板的反射光路上設(shè)置聚焦透鏡、光電探測(cè)器，聚焦透鏡將部分散射光倒入收集光纖，光電探測(cè)器的響應(yīng)頻率在IGHz內(nèi)，相應(yīng)波長(zhǎng)范圍為210nm-2200nm，光電探測(cè)器收集部分散射光，光電探測(cè)器收集的散射光信號(hào)作為被標(biāo)定儀器采集觸發(fā)； (4 )收集光纖的另一端接入一個(gè)積分球的入光端，積分球的出光端和兩根相同材料、長(zhǎng)度、直徑的傳輸光纖一、傳輸光纖二連接，積分球?qū)⑹占饫w導(dǎo)入的光分為相同的兩束由傳輸光纖一、傳輸光纖二導(dǎo)出，傳輸光纖一與多波長(zhǎng)、快響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器相連，傳輸光纖二與被標(biāo)定儀器相連； (5)光電探測(cè)器與被標(biāo)定儀器之間通過信號(hào)延遲線相連，信號(hào)延遲線調(diào)節(jié)觸發(fā)被標(biāo)定儀器的米集時(shí)刻，確保激光信號(hào)在激光脈寬尺度內(nèi)完全被收集； (6)標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器的信號(hào)輸出端接入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與可調(diào)諧OPO激光器控制連接，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)置軟件，軟件運(yùn)行過程包括以下內(nèi)容 O設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器的掃描波段； 2)設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器的掃描步長(zhǎng)； 3)設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器進(jìn)行自動(dòng)掃描； 4)設(shè)置可調(diào)諧OPO激光器的脈沖個(gè)數(shù)； 5)與標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器通訊，告知標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器標(biāo)定光源波長(zhǎng)，返回此波長(zhǎng)上獲得的標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器數(shù)值； 6)Wi (λ) =標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器結(jié)果WTi ( λ ) /被標(biāo)定儀器結(jié)果Wsi ( λ )，獲得一個(gè)掃描過程被標(biāo)定儀器波長(zhǎng)-響應(yīng)率曲線； 7)通過設(shè)置多個(gè)激光脈沖個(gè)數(shù)，獲得多次掃描結(jié)果； 8)通過標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器獲得的絕對(duì)數(shù)值，計(jì)算被標(biāo)定儀器絕對(duì)響應(yīng)率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種百兆級(jí)帶寬光電探測(cè)儀器標(biāo)定方法，使用OPO可獲得高單色性光源；可對(duì)210nm-2200nm寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)儀器標(biāo)定，獲得儀器波長(zhǎng)-響應(yīng)率。本發(fā)明使用可調(diào)諧OPO激光器可獲得高單色性光源；波長(zhǎng)范圍大，可對(duì)210nm-2200nm寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)儀器標(biāo)定；對(duì)于100M以上帶寬光電儀器標(biāo)定準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01J3/00GK102889928SQ201210361789
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者臧慶, 陳慧, 趙君煜 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所