用光声光谱技术测量光电探测器的光谱响应

根据光声效应原理,用驻极体电容微音器作为传感器,用吸收系数接近1的碳黑作为吸收物质,制作了高灵敏度的光声传感器。用该传感器作为光源功率监测器,用归一化的光声光谱技术测量了光电探测器的相对光谱响应曲线,从而消除了光电探测器量子效率对光源滤长的依赖性,获得了光电探测器比较准确的相对光谱响应特性曲线。     

光电成像系统的绝对光谱响应效率测量及分析

为了准确测量光电成像系统的绝对光谱响应效率,采用光学系统光能量传递公式以及图像传感器的物理模型,得到了光电成像系统绝对光谱响应效率的计算公式,在此基础上设计了基于积分球、多光谱发光二极管光源、标准探测器及透射式平行光管的光电成像系统绝对光谱响应效率测量装置,并对光谱响应效率已知的可见光数字相机进行实验测量和分析。结果表明,在380nm~1100nm波长范围内测量装置测得的可见光数字相机的绝对光谱响应效率与标准值具有较好的一致性,最大相对误差为1.7%,各波长点的测量不确定度在置信概率为95%时均小于0.2%,满足一般的测量要求。该装置能够准确地对光电成像系统的绝对光谱效应效率进行测量。     

多组分固体粉末的光声检测

为了快速无损地鉴别物质的成分,提高光声光谱(PAS)检测多组分固体粉末物的能力,对光声光谱固体颗粒物检测系统和光声信号提取分析方法进行了研究。根据R-G理论,优化设计了基于传声器的非共振圆形光声池。组建了由大功率氙灯、斩波器、锁相放大器、光栅单色仪、数据采集系统和光声池等主要部件构成的系统。采用高灵敏度的声探测器和透过率高的光窗,使用低噪声高信噪比(SNR)放大电路,增强光声信号的强度。实验证实,检测系统性能稳定可靠。采用小波分析提高光声信号分析能力。将硝基化合物粉末和硫酸铜粉末混合物光声信号与两种物质各自的光声信号分析对比,方便准确快速地判断两种物质的存在,为物质鉴别提供依据。     

一种纵向共振光声池谐振频率测量方法

为了快速准确测量共振光声池的谐振频率，采用基于共振声谱的光声池谐振频率测量法，搭建了光声光谱检测系统和共振声谱检测系统。对影响测量准确性的因素进行了实验分析。在不同气体体积分数的情况下，分别采用共振声谱法和光声信号强度标定法测量光声池的谐振频率。结果表明，共振声谱法测量的光声池共振频率与声信号激励电压、声源传播距离及角度无关；在5种不同体积分数的乙炔气体条件下，所测得的光声池谐振频率与通过光声信号强度法的结果最大偏差为1.1Hz，可认为两种方法测量结果具有一致性。该方法简单快速、可靠和准确，可用于确定光声池谐振频率。     

甲烷气体近红外光声光谱及痕量探测技术研究

介绍了一种基于1.653μm分布反馈式(DFB)半导体激光器的共振光声光谱系统.该系统具有结构简单、操作方便、价格低廉等优点.对光声光谱系统的响应特性进行了实验研究.对光声光谱系统进行振幅调制和波长调制两种方法进行了实验对比研究.并用此系统对室外空气中的甲烷(CH<,4>)进行了测量,探测灵敏度可达100 ppbv.     

新型光声腔的设计及实验分析

光声腔的性能是决定基于光声光谱学的微量气体检测系统灵敏度的重要因素之一,光声腔的设计是建立光声光谱气体检测系统的关键环节。基于光声光谱技术及声学理论设计了一种长度可调的一阶纵向反馈谐振式光声腔,通过实际测量的方法直接得到谐振频率,有效避免了重复计算过程和制造过程中产生的误差,使测量更便捷,提高了系统检测灵敏度。建立了光声光谱气体检测系统,实验分析了谐振腔长度、光声腔长度以及光源功率对光声信号的影响,并测得系统信噪比为39.5,检测灵敏度为2.78×10-6。     

激光检测乙烯浓度的光声光谱效应研究

为了解决生物医疗、石油化工行业微量乙烯浓度难以检测的问题,采用CO2激光击穿装有乙烯气体的光声池产生光声光谱效应,进行了微量乙烯浓度的检测,设计并优化了光声池尺寸,研究了激光谱线10P(16)和10P(18)与乙烯吸收系数、乙烯气体浓度与光声信号之间的关系。结果表明,光声光谱气体检测系统的共振中心频率为833Hz,品质因数为20.8,光声池常数为2323Pacm/W;当激光功率为3.6W时,在两种激光谱线的照射下,光声信号与乙烯气体体积分数之间均成良好的线性关系,其线性拟合优度分别为0.99744和0.99802,系统的最低检测浓度可达0.9nmol/L。实验结果与理论分析相吻合,验证了光声光谱效应对微量乙烯浓度的检测具有良好的应用价值。     

太赫兹探测器相对光谱响应校准技术

随着太赫兹探测技术的发展，精确测量太赫兹探测器的光谱响应变得越来越重要。分析了太赫兹探测器相对光谱响应的测量原理，搭建了一套太赫兹探测器相对光谱响应测量系统,对系统测量不确定度来源进行分析，选用太赫兹探测器对测量系统不确定度进行验证。通过分析实验数据可知，在1~10 THz范围内，系统的扩展不确定度为9.2%，可以满足目前太赫兹探测器相对光谱响应测量的需求。     

光声光谱技术在现代生物医学领域的应用

光声光谱技术是一种研究物质吸收光谱的新技术,已经成为分子光谱学的一个重要分支。作为现代生物医学领域研究的一种有力的分析工具,光声光谱技术克服了组织散射特性对测量结果的影响,为生物组织样品的研究提供了一种灵敏度高、样品可不经预处理的无损有效检测方法。简述了光声光谱技术的基本原理、实验装置,重点介绍了光声光谱技术在现代生物医学领域研究中的最新应用情况。     

时间三光路甲基对硫磷光声光谱法检测研究

介绍了光声光谱检测的原理,提出了时间三光路检测甲基对硫磷的方法,通过3个滤光片交替工作后得到3个光声信号进行加权处理,克服了传统单光路检测中光谱重叠造成的交叉敏感的缺点,建立了时间三光路检测的数学模型,设计了光声光谱检测的实验平台,并把测量数据进行了分析和比较,确定了该方法的可行性与准确性。     

Fabrication and characterization of an AlGaN/PZT detector

Design,fabrication and characterization of a novel two-color detector for ultraviolet and infrared applications are reported.The detector has a simple multilayer structure composed of n-Al_(0.3)Ga_(0.7)N/i-GaN/p-GaN /SiO_2/LaNiO_3/PZT/Pt fabricated on a sapphire substrate.Ultraviolet and infrared properties are measured.For the ultraviolet region,a flat band spectral response is achieved in the 302-363 nm band.The detector displays an unbiased responsivity of 0.064 AAV at 355 nm.The current-voltage curve...     

Cs量与Cs2Te光阴极紫外-可见光抑制比关系研究

紫外-可见光抑制比是决定全天时紫外探测成像系统信噪比的一个重要参数。为了研究激活时Cs 量对Cs2Te 紫外光阴极紫外-可见光抑制比（S280 nm/S320 nm）的影响,利用三组不同Cs 量的多次激活实验,通过分别对比紫外-可见光抑制比结果和200~400 nm 的光谱响应曲线,得到不同Cs 量激活的Cs2Te 光阴极其紫外-可见光抑制比在4.0~7.6 之间变化。随着Cs 量的增大,紫外光阴极的积分灵敏度相应增长,主要体现在260~320 nm,但峰值256 nm 处的辐射灵敏度增长不明显。重点分析了激活时Cs 量对大于320 nm 波长范围光谱响应的影响。     

多元长波碲镉汞探测器光谱与变温测试

为了满足空间红外多光谱扫描仪热波段对探测器光谱参数的特殊要求，采取了一些措施，测试分析了多元光导碲镉汞长波探测器的光谱响应及其变温光谱，画出了多元光谱曲线和不同温度下的典型光谱特性曲线，分析了测试精度。测试结果表明该探测器能满足空间应用的特殊要求。     

基于银纳米薄膜欧姆接触的高波长选择性紫外探测器研究

常规的半导体紫外探测器波长响应范围宽,而紫外光的应用具有较强的波长选择性,如320nm波段的紫外光在医学方面有重要的应用,因此,具有高波长选择性的紫外探测器的研制有重要意义。文章采用GaN基p-i-n探测器结构,通过在p区覆盖银纳米薄膜作为欧姆接触层和波长选择透射层,成功制备了对320nm波段紫外光高选择性探测的紫外探测器,器件性能如下:70nm银层的紫外光透射率峰值超过30%,器件在-5V偏压下的暗电流为10-12 A量级,响应峰值为0.06A/W,响应峰发生在325nm处,光谱响应峰半高宽约30nm。     

Improvement of metal-semiconductor-metal GaN photoconductors

Metal-semiconductor-metal photoconductors made on GaN usually exhibit a slow response time and a low responsivity. We have carried out a systematic study on the performance of the photoconductors made from GaN grown by metalorganic chemical vapor deposition using different growth conditions and have found that both response time and responsivity of the GaN detector are improved when the material is grown using increased ammonia flow rates. The best GaN ultraviolet photoconductive detector shows a response time of 0.3 ms and a responsivity of 3200 A/W at 365 nm under an operation bias of 10 V. We attribute this improvement to the reduction of the point defects in GaN.     

数字化红外焦平面探测器光谱响应测试系统研究

针对目前没有设备可对数字化红外探测器的光谱响应进行测试,利用可测模拟电平输出型红外探测器光谱的傅里叶光谱仪,研制了一块电路板装置,实现了将数字化红外探测器转换为与模拟红外探测器一样的输出形式,解决了数字化红外探测器光谱无法测试的问题,且具有结构简单、一板多用等特点,可在不同型号的傅里叶光谱仪上使用。该方式成本低且易实现,不仅操作简单,而且测试性能稳定,适应于各种形式的数字化探测器,使得数字化红外光谱响应测试系统具有更高的兼容性和灵活性。首先对红外光谱响应测试系统进行了介绍,然后对所研制的模数电路板装置进行了原理分析,最后对此电路板进行了硬件实现,并编写了内部测试程序,进而完成了功能验证。理论分析和硬件功能验证表明,带有新研制模数电路板装置后的红外光谱测试系统不仅可以实现不同位宽输出的数字化面阵探测器或线列探测器光谱测试,而且光谱测试结果准确可靠。     

红外焦平面探测器性能参数测量中g因子的计算

介绍了红外焦平面探测器性能参数测量中g因子的计算公式。分析并推导出了在理想相对光谱响应情况下,光子探测器及热探测器在受到器件窗口材料所限时g因子的计算公式。举例说明了光子探测器在理想相对光谱响应情况下g因子的计算结果,并与通过实际光谱相对响应计算得到的g因子值进行了比较,它们之间的典型偏差小于5%。因此在一般的红外焦平面器件性能参数测量中,可以通过用理想情况下的g因子值取代实际情况下的g因子值来计算峰值探测率等参数。这种方法相对简单和快捷,且不需要进行实际的相对光谱响应测量。     

GaN基紫外探测器发展概况

基于宽禁带半导体材料的GaN基紫外探测器由于具有探测波长可调、工艺兼容性好、结构可多型化等优点,已成为近年来的研究热点。介绍了四种不同结构类型的紫外探测器:光导型、肖特基势垒、金属-半导体-金属、p-i-n结,并回顾了GaN基紫外探测器的的研究历程。