几种实用的光阱式硅光电二极管的光路和结构设计

本文重点介绍了三片反射式和六片透射式光阱式硅光电二极管的光路和结构设计，优越的性能使它们用作低温辐射计量值的保存和传递用光探测器。它们还作为低温辐射计国际比对用的中介探测器。     

低温辐射计计量比对研究

低温辐射计是迄今为止国际上公认最精确的光辐射功率测量系统,基于探测器的光辐射量值是可溯源的基本量。低温辐射计是目前国际上公认最准确的光辐射功率测量方法,是基于探测器的光辐射量值溯源源头。为验证不同实验室间的低温辐射计测量量值的一致性,由中国计量科学研究院作为主导实验室组织了此次低温辐射计比对,参比实验室包括中国电子科技集团第四十一研究所与西安应用光学研究所。介绍了比对的基本情况与技术方案,分析了比对结果。比对结果表明,各参比实验室相对于比对参考值的测量偏差在±0.02%之内;尽管各实验室使用的低温辐射计的类型不同以及装置存在差异,比对结果证明了各实验室低温辐射计测量的量值具有较好的一致性。     

红外探测器光谱响应率定标方法

采用新的方法对波长范围1-3μm的红外探测器绝对光谱响应率进行定标.红外探测器的光谱响应率定标是在两套定标系统上利用两种参考探测器实现的.首先在红外光谱比较系统上利用一个平响应的腔式热电堆探测器作为参考探测器,测量待测红外探测器相对于标准探测器的连续光谱响应率;然后在可见一近红外定标系统上,利用低温辐射计和激光器在几个单立波长上进行绝对光谱响应率测量.这样,通过计算就能得出待测红外探测器在每个波长上的绝对光谱响应率.采用上述方法对TS-76探测器进行光谱响应率定标,联合不确定度小于0.95%.     

高精度宽光谱低温绝对辐射计研制

研制了一种可用于高精度光辐射功率测量以及光电探测器的光谱响应率校准的低温绝对辐射计,其核心探测器采用壁厚为50μm、内表面具有高分散性碳纳米管黑色镜面涂层的高纯铜腔。经实验分析得到该核心探测器腔体对0.25～16μm波段光的吸收率大于0.9999,对0.5～16μm波段光的吸收率大于0.99995。低温绝对辐射计工作在5.2K时,等效噪声功率在纳瓦(n W)量级。经考察分析评定,低温绝对辐射计对0.25～16μm波段100μW水平的光辐射功率进行测量的相对标准不确定度为0.041%,对0.5～16μm波段1mW水平的光辐射功率进行测量的相对标准不确定度为0.015%。     

空间辐射致冷的原理和应用

预警卫星、侦察卫星、反导卫星、资源探测卫星、气象卫星都需要高灵敏的长波红外探测器、多光谱扫描器、红外辐射计、天体测量探测器等专用仪器。这些光电探测器通常都必须在低温下工作,以提高灵敏度、缩短响应时间、拉宽响应波长范围、降低本底噪声。例如,工作波长为8～14微米的锗掺汞探测器要在30K 左右的低温下工作,汞镉碲探测器要冷却到80～100K。     

面向定量化红外遥感的热电堆探测器定标技术

从红外遥感信息定量化的发展要求出发,分析了测辐射热计、热电堆探测器和热释电探测器的响应特性,选择薄膜热电堆探测器TS-76作为传递标准探测器.搭建高精度光谱响应率定标系统,使用宽波段可调谐激光器和绝对低温辐射计对TS-76探测器的线性、空间均匀性以及重复性进行了标定.按照国际通用不确定度评估规范,对光谱响应率测量结果进行不确定度分析和评估,联合不确定度小于1.5%,并根据实验结果提出实现高精度中远红外辐射定标的技术方案,证明基于热电堆探测器的红外辐射定标技术可以有效缩短标准传递的链路,提高定标的精度.     

陷光探测器偏振响应特性的研究

偏振响应特性是反映光探测器质量的重要参数。陷光探测器(陷光二极管)是低温辐射计的传递探测器。中对陷光探测器的偏振响应特性进行了测量研究，并提出了对它的数值表述方法。探测器偏振响应特性的测量结果的不确定度达到0．005％。测量结果表明，不同的反射型陷光探测器的偏振响应特性相差很大，在光辐射测量中不容忽视。     

NPL改进的光谱响应标准（400nm～20μm）（二）

（上接1998年第18卷第5期第42页）21～20um红外光谱响应率标准红外光谱响应率标准是通过两台对应两种类型的主标准探测器建立起来的。连续的相对光谱响应标准由一个响应率无波长选择性的空腔型热释电探测器建立起来的。绝对光谱响应率标难是通过使用激光辐射和一个热电堆辐射计作传递标准，同NPL基本标准低温辐射计绝对光谱响应率点进行比较得到的。空腔热释电探测器剖面图如图3所示。它由一个大面积（lmm直径）涂黑的热释电探测器装在一个25mm直径的半球型反射腔中间构成。Gillham使用相似的探测器进行了实验，Day等分析了其特性。加上反…     

陷阱探测器面响应均匀性的测量

对陷阱探测器的面响应均匀性进行了测量。在主要灵敏面内 ,面响应均匀性测量结果的重复性达到 4×10 -5。给出了对 S1337、S12 2 7等 4种不同硅光电二极管构成的陷阱探测器的面响应均匀性的测量结果。测量结果表明 ,不同类型探测器之间面响应不均匀性存在显著差异 ,其中 S1337构成的陷阱探测器的面响应均匀性最好。正确选择合适类型探测器 ,对保持和传递低温辐射计达到的很低的不确定度非常重要。     

406～920nm的绝对光谱响应高准确度标度

描述美国国家标准与技术研究院所建立的４０６￣９２０ｎｍ绝对光谱响应标度，该标度完全是建立在探测器测量基础上的，并可溯源到ＮＩＳＴ高准确度低温辐射计。硅光电二极管光吸收探测器被用来将光功率测量由ＨＡＣＲ传递到进行日常校准的单色仪装置。传递也包括建立硅光电二极管光吸收探测器的量子效率模型，最后给出了这些测量为基础的ＮＩＳＴ现有能力的简单介绍。