基于超连续光源的InGaAs探测器光谱响应度测量装置

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随着各行业对光电探测器光谱响应度的精度要求越来越高,光谱响应度测量技术也在不断发展,传统的以卤钨灯为光源的测量装置易操控但光通量小、信噪比低,限制了其在高精度量值传递中的应用;可调谐激光-积分球为光源的测量装置精度高,但对激光器要求高、操作维护复杂,投入成本高,不利于其在光电探测器高精度量值传递中的广泛应用。本论文从探测器光谱响应度高精度测量的应用需求出发,建立超连续光源-单色仪光谱响应度测量装置,并对InGaAs单片探测器光谱响应度测量进行研究。本文搭建并评估超连续光源-单色仪光谱响应度测量装置,对系统内的各核心部件进行测量分析。分析了光源的稳定性,实验结果表明超连续光源非稳定性为0.008%,卤钨灯在任意1.5小时以内,非稳定性为0.023%,两者都满足作为光谱响应度测量装置的光源稳定性需求。分析单色仪的波长和带宽对光谱响应度测量装置的影响,并对单色仪进行了波长校准。标准探测器使用三片式InGaAs陷阱探测器,经过中国计量科学研究院光学所低温辐射计光谱响应度定标,在900nm-1600nm波段,其合成不确定度小于0.14%,该陷阱探测器的光谱响应度量值可以直接溯源至低温辐射计。对待测探测器灵敏面响应度非均匀性、偏振、角度偏差的影响进行了测量分析,并引入其不确定度分量。使用超连续光源、卤钨灯两种光源测量待测探测器,在900nm-1600nm波段下光谱响应度相对差值小于0.2%。分析两种光源的测量重复性,结果表明超连续光源的测量重复性优于卤钨灯条件下重复性。本文搭建的超连续白光激光器-单色仪光谱响应度测量装置,在900nm-1600nm波段其不确定度水平约为0.16%,在探测器光谱响应度测量方面有重要的应用前景。
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