專利名稱：百兆級帶寬光電探測儀器標定方法
技術領域：
本發明涉及光電儀器標定領域，提供了一種百兆級帶寬光電探測儀器標定方法。
背景技術：
光電探測儀器是物理、化學、生物等科學研究領域普遍使用的一種儀器，最主要用于研究所關心的光譜強度變化。由于大多數探測器在工作波長范圍具有不同的響應特性，當需要對比不同波長譜的強度時，必須進行相對標定。通過標注探測器校準，可以獲得絕對響應率曲線。目前常用的手段為，使用單色儀作為標準光源，通過掃描不同波長，獲得相應的探測器波長-響應率曲線。此種方法的問題在于，單色儀出射光為直流信號，不能反映探測電路在高頻模式下的實際響應；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，光強變弱，降低標定系統的信噪比，精度變差；最為重要的單色儀的每塊光柵可提供 的波長范圍只有幾百nm，儀器的針對性高，難以通用。為近似模擬高頻信號，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頻率與斬波器的電機旋轉速度相關，電機裝置限制其難以獲得兆Hz以上信號。因此，目前如需要要標定儀器的波長-響應率，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光源在特定波長上進行系數糾正。綜上所述，光電儀器的波長-響應率曲線是其基本參數，但目前可獲得的手段有限，且誤差較大。
發明內容
本發明的目的在于提供一種利用可調諧OPO激光器作為標準光源的百兆級帶寬光電探測儀器標定方法，簡單、準確獲得儀器波長-響應率。為達上述目的，本發明采用的具體方案為
一種百兆級帶寬光電探測儀器標定方法，包括有光電探測儀器，其特征在于，具體標定方法包括以下內容
(1)采用波長在210nm-2200nm可調諧OPO激光器作為標定光源，激光脈寬3_10ns；
(2)在可調諧OPO激光器的前方光路上設置漫反射板，漫反射板將可調諧OPO激光器的出射激光散射；
(3)在漫反射板的反射光路上設置聚焦透鏡、光電探測器，聚焦透鏡將部分散射光倒入收集光纖，光電探測器的響應頻率在IGHz內，相應波長范圍為210nm-2200nm，光電探測器收集部分散射光，光電探測器收集的散射光信號作為被標定儀器采集觸發；
(4 )收集光纖的另一端接入一個積分球的入光端，積分球的出光端和兩根相同材料、長度、直徑的傳輸光纖一、傳輸光纖二連接，積分球將收集光纖導入的光分為相同的兩束由傳輸光纖一、傳輸光纖二導出，傳輸光纖一與多波長、快響應的標準探測器相連，傳輸光纖二與被標定儀器相連；(5)光電探測器與被標定儀器之間通過信號延遲線相連，信號延遲線調節觸發被標定儀器的米集時刻，確保激光信號在激光脈寬尺度內完全被收集；
(6)標準探測器的信號輸出端接入計算機控制系統，計算機控制系統與可調諧OPO激光器控制連接，計算機控制系統內置軟件，軟件運行過程包括以下內容
O設置可調諧OPO激光器的掃描波段；
2)設置可調諧OPO激光器的掃描步長；
3)設置可調諧OPO激光器進行自動掃描；
4)設置可調諧OPO激光器的脈沖個數；
5)與標準探測器通訊，告知標準探測器標定光源波長，返回此波長上獲得的標準探測器數值；
6)Wi (λ) =標準探測器結果WTi ( λ ) /被標定儀器結果Wsi ( λ )，獲得一個掃描過程被標定儀器波長-響應率曲線；
7)通過設置多個激光脈沖個數，獲得多次掃描結果；
8)通過標準探測器獲得的絕對數值，計算被標定儀器絕對響應率。與現有技術相比，本發明具有以下優點
(I)使用可調諧OPO激光器可獲得高單色性光源；
(2)波長范圍大，可對210nm-2200nm寬波長范圍內儀器標定；
(3)對于100M以上帶寬光電儀器標定準確。
圖I本發明的裝置結構示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，一種百兆級帶寬光電探測儀器標定方法，包括有光電探測儀器，其特征在于，具體標定方法包括以下內容
(1)采用波長在210nm-2200nm可調諧OPO激光器I作為標定光源，激光脈寬3_10ns；
(2)在可調諧OPO激光器I的前方光路上設置漫反射板2，漫反射板2將可調諧OPO激光器I的出射激光散射；
(3)在漫反射板2的反射光路上設置聚焦透鏡3、光電探測器4，聚焦透鏡3將部分散射光倒入收集光纖5，光電探測器4的響應頻率在IGHz內，相應波長范圍為210nm-2200nm，光電探測器4收集部分散射光，光電探測器4收集的散射光信號作為被標定儀器采集觸發；
(4)收集光纖5的另一端接入一個積分球6的入光端,積分球6的出光端和兩根相同材料、長度、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導入的光分為相同的兩束由傳輸光纖7、傳輸光纖8導出，傳輸光纖7與多波長、快響應的標準探測器9相連，傳輸光纖8與被標定儀器10相連；
(5)光電探測器4與被標定儀器10之間通過信號延遲線11相連，信號延遲線11調節觸發被標定儀器10的米集時刻,確保激光信號在激光脈寬尺度內完全被收集；
(6)標準探測器9的信號輸出端接入計算機控制系統12，計算機控制系統12與可調諧OPO激光器I控制連接，計算機控制系統12內置軟件，軟件運行過程包括以下內容O設置可調諧OPO激光器I的掃描波段；
2)設置可調諧OPO激光器I的掃描步長；
3)設置可調諧OPO激光器I進行自動掃描；
4)設置可調諧OPO激光器I的脈沖個數；
5)與標準探測器9通訊，告知標準探測器9標定光源波長，返回此波長上獲得的標準探測器9數值；
6)Wi (λ) =標準探測器結果WTi ( λ ) /被標定儀器結果Wsi ( λ )，獲得一個掃描過程被標定儀器波長-響應率曲線；
7)通過設置多個激光脈沖個數，獲得多次掃描結果；
8)通過標準探測器獲得的絕對數值，計算被標定儀器絕對響應率。
權利要求
1.一種百兆級帶寬光電探測儀器標定方法，包括有光電探測儀器，其特征在于，具體標定方法包括以下內容(I)采用波長在210nm-2200nm可調諧OPO激光器作為標定光源，激光脈寬3-10ns ； (2)在可調諧OPO激光器的前方光路上設置漫反射板，漫反射板將可調諧OPO激光器的出射激光散射； (3)在漫反射板的反射光路上設置聚焦透鏡、光電探測器，聚焦透鏡將部分散射光倒入收集光纖，光電探測器的響應頻率在IGHz內，相應波長范圍為210nm-2200nm，光電探測器收集部分散射光，光電探測器收集的散射光信號作為被標定儀器采集觸發； (4 )收集光纖的另一端接入一個積分球的入光端，積分球的出光端和兩根相同材料、長度、直徑的傳輸光纖一、傳輸光纖二連接，積分球將收集光纖導入的光分為相同的兩束由傳輸光纖一、傳輸光纖二導出，傳輸光纖一與多波長、快響應的標準探測器相連，傳輸光纖二與被標定儀器相連； (5)光電探測器與被標定儀器之間通過信號延遲線相連，信號延遲線調節觸發被標定儀器的米集時刻，確保激光信號在激光脈寬尺度內完全被收集； (6)標準探測器的信號輸出端接入計算機控制系統，計算機控制系統與可調諧OPO激光器控制連接，計算機控制系統內置軟件，軟件運行過程包括以下內容 O設置可調諧OPO激光器的掃描波段； 2)設置可調諧OPO激光器的掃描步長； 3)設置可調諧OPO激光器進行自動掃描； 4)設置可調諧OPO激光器的脈沖個數； 5)與標準探測器通訊，告知標準探測器標定光源波長，返回此波長上獲得的標準探測器數值； 6)Wi (λ) =標準探測器結果WTi ( λ ) /被標定儀器結果Wsi ( λ )，獲得一個掃描過程被標定儀器波長-響應率曲線； 7)通過設置多個激光脈沖個數，獲得多次掃描結果； 8)通過標準探測器獲得的絕對數值，計算被標定儀器絕對響應率。
全文摘要
本發明公開了一種百兆級帶寬光電探測儀器標定方法，使用OPO可獲得高單色性光源；可對210nm-2200nm寬波長范圍內儀器標定，獲得儀器波長-響應率。本發明使用可調諧OPO激光器可獲得高單色性光源；波長范圍大，可對210nm-2200nm寬波長范圍內儀器標定；對于100M以上帶寬光電儀器標定準確。
文檔編號G01J3/00GK102889928SQ201210361789
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者臧慶, 陳慧, 趙君煜 申請人:中國科學院等離子體物理研究所