一种四象限光电探测器测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种四象限光电探测器测试系统，包括用于提供激光脉冲光源的激光器；用于提供单色光的单色仪；所述激光器和单色仪之间连接有光路切换器；用于接收光源的光学系统，移动装置，所述光电探测器设置在所述移动装置上，所述移动装置带动所述光电探测器移动；处理器，连接所述光电探测器、激光器和/或单色仪，所述处理器用于接收和处理所述光电探测器、激光器和/或单色仪的数据信息。该装置可以满足多种探测器参数的测试需求，提高测试效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种四象限光电探测器测试系统及测试方法


[0001]本专利技术涉及一种测试系统及测试方法，尤其涉及一种四象限光电探测器测试系统及测试方法。

技术介绍

[0002]四象限光电探测器指集成于同一半导体基底的四个参数相同并按照直角坐标系方向排布的光电探测器。其具有响应速度快、灵敏度高、探测光谱范围宽等特点，广泛应用于激光制导、激光准直，空间光通信等领域，在精密车工、大空间3D测量、汽车制造、航空航天等军用民用领域具有广泛应用。
[0003]基于四象限光电探测器的广泛应用前景与重要军用地位，近年来，我国多个所高校以及研究所对其进行研究与制造，但目前针对器件的研究主要以提升器件性能，改善器件结构，优化制造工艺几个方面，而对光电探测器的测试系统与测试方法的研究则相对较少。根据中华人民共和国工业和信息化部发布的行业标准《PIN、雪崩光电二极管测试方法》(标准号：SJ/T 2354
‑
2015)以及四象限光电探测器的工作原理，可以确定响应度及光谱响应范围、象限间串扰、四象限输出不一致性、暗电流、上升时间是判定光电探测器的关键指标，进行测试时需要重点关注。
[0004]当前市面上现有探测器测试系统多为针对单一参数进行测试，当需要对探测器多个参数进行测试时，则现有系统无法满足需求，若采用多个测试系统，则存在费时费力，空间浪费的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，设计了一种四象限光电探测器测试系统，并基于该系统提供了测试方法，其可以满足多种探测器参数的测试需求，同时实现部分功能自动化，满足量产化制造中大批量，高效率的测试需求。
[0006]本专利技术所采取的技术方案为：一种四象限光电探测器测试系统，包括用于提供激光脉冲光源的激光器；
[0007]用于提供单色光的单色仪；
[0008]所述激光器和单色仪之间连接有光路切换器；
[0009]用于接收光源的光学系统，所述光学系统包括准直透镜、分光棱镜和聚焦透镜，所述光源经过所述准直透镜后形成平行光，所述平行光经所述分光棱镜分为第一光束和第二光束，所述第一光束投射在所述聚焦透镜上，所述第二光束投射在光功率测量装置上，所述光功率测量装置用于测量所述第二光束的光功率，所述第一光束经所述聚焦透镜后投射在光电探测器上；
[0010]移动装置，所述光电探测器设置在所述移动装置上，所述移动装置带动所述光电探测器移动；
[0011]用于测量光电探测器信号的测试源表；
[0012]处理器，连接所述光电探测器、激光器和/或单色仪，所述处理器用于接收和处理所述光电探测器、激光器和/或单色仪的数据信息。
[0013]进一步的，所述光电探测器固定在所述移动装置上，所述移动装置通过电机驱动，所述电机连接所述处理器。
[0014]进一步的，光电探测器连接有测试电路板，所述测试电路板用于放大光电探测器信号。
[0015]进一步的，所述分光棱镜对所述平行光以5：5比例进行分光，所述第一光束为透射光，所述第二光束为反射光。
[0016]进一步的，所述单色仪连接有宽光谱光源，所述宽光谱光源的光谱范围为400～1200nm，单色仪波长调节步长为10nm。
[0017]进一步的，所述光学系统、光电探测器和光功率测量装置均置于暗箱内。
[0018]本专利技术中还提供了一种四象限光电探测器测试系统的测量方法，包括以下步骤
[0019]S01通过所述光路切换器将光源切换至激光器或单色仪，所述激光器或单色仪发射光源；
[0020]S02通过控制移动装置移动所述光电探测器，使所述第一光束经过所述聚焦透镜后投射在所述光电探测器第一象限的中心位置；
[0021]S03通过控制所述移动装置移动所述光电探测器，使所述第一光束经过所述聚焦透镜后依次投射在所述光电探测器的第二象限、第三象限和第四象限位置；
[0022]S04所述处理器接收所述光电探测器在各象限的数据信息，并依据所述数据信号获得光电探测器的光谱响应范围、象限间串扰、暗电流和四象限输出不一致性。
[0023]进一步的，所述光谱响应范围的检测方法为：
[0024]a通过所述光路切换器将光源切换至单色仪，所述单色仪发射宽光谱光源；
[0025]b通过控制移动装置移动所述光电探测器，使所述第一光束经过所述聚焦透镜后投射在所述光电探测器第一象限的中心位置；在所述光电探测器上设置反向偏压，单色仪输出设定波长的宽光谱光源；
[0026]c所述处理器接收所述光功率测量装置检测到的对应波长的光功率和所述测试源表检测到的电流，通过所述波长、光功率和电流得到所述第一象限的光谱响应曲线；
[0027]d重复步骤b和c获得所述光电探测器的第二象限、第三象限和第四象限的光谱响应曲线；
[0028]e依据光谱响应曲线得到光电探测器的光谱响应范围。
[0029]进一步的，所述象限间串扰的测量方法为
[0030]a通过所述光路切换器将光源切换至激光器，所述激光器发射激光脉冲光源；
[0031]b通过控制移动装置移动所述光电探测器，使所述第一光束经过所述聚焦透镜后投射在所述光电探测器第一象限的中心位置；在所述光电探测器上设置反向偏压，调整激光器功率；
[0032]c所述处理器接收所述测试源表在所述光电探测器第一象限检测到的电流I
A
；
[0033]d重复步骤b和c获得所述光电探测器在第二象限、第三象限和第四象限的检测的电流，取所述第二象限、第三象限和第四象限检测到的电流最大值I
B
；
[0034]e根据电流I
A
和电流最大值I
B
获得第一象限的象限间串扰S1，S1＝I
A
/I
B
；
[0035]f依次获得第二象限、第三象限和第四象限的象限间串扰。
[0036]进一步的，所述四象限输出不一致性的测试方法为
[0037]a通过所述光路切换器将光源切换至单色仪，所述单色仪发射宽光谱光源；
[0038]b通过控制移动装置移动所述光电探测器，使所述第一光束经过所述聚焦透镜后投射在所述光电探测器第一象限的中心位置；在所述光电探测器上设置反向偏压，单色仪输出设定波长的宽光谱光源；
[0039]c所述处理器接收所述测试源表检测到的所述光电探测器对应象限电流I1，
[0040]d依次获取所述光电探测器的第二象限、第三象限和第四象限的电流I2、I3和I4；
[0041]e计算四象限输出不一致性PRUN的公式如下：
[0042][0043]式中i＝1、2、3、4，为I1、I2、I3和I4的平均值。
[0044]本专利技术所产生的有益效果包括：
[0045]可以通过自动化测试快速得到四象限光电探测器的光谱响应范围、象限间串扰、暗电流和四象限输出不一致性、上升时间；
[0046]本测试系统通过采用不同的电路板可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四象限光电探测器测试系统，其特征在于：包括用于提供激光脉冲光源的激光器；用于提供单色光的单色仪；所述激光器和单色仪之间连接有光路切换器；用于接收光源的光学系统，所述光学系统包括准直透镜、分光棱镜和聚焦透镜，所述光源经过所述准直透镜后形成平行光，所述平行光经所述分光棱镜分为第一光束和第二光束，所述第一光束投射在所述聚焦透镜上，所述第二光束投射在光功率测量装置上，所述光功率测量装置用于测量所述第二光束的光功率，所述第一光束经所述聚焦透镜后投射在光电探测器上；移动装置，所述光电探测器设置在所述移动装置上，所述移动装置带动所述光电探测器移动；测试源表，用于测量光电探测器信号的测试源表；处理器，连接所述测试电路板、测试源表、激光器和/或单色仪，所述处理器用于接收和处理所述测试电路板、测试源表、激光器和/或单色仪的数据信息。2.根据权利要求1所述的四象限光电探测器测试系统，其特征在于：所述光电探测器固定在所述移动装置上，所述移动装置通过电机驱动，所述电机连接所述处理器。3.根据权利要求1所述的四象限光电探测器测试系统，其特征在于：所述分光棱镜对所述平行光以5：5比例进行分光，所述第一光束为透射光，所述第二光束为反射光。4.根据权利要求1所述的四象限光电探测器测试系统，其特征在于：所述单色仪连接有宽光谱光源，所述宽光谱光源的光谱范围为400～1200nm，单色仪波长调节步长为10nm。5.根据权利要求1所述的四象限光电探测器测试系统，其特征在于：所述光学系统、光电探测器和光功率测量装置均置于暗箱内。6.根据权利要求1所述的四象限光电探测器测试系统，其特征在于：所述光电探测器连接有测试电路板，所述测试电路板用于放大光电探测器的信号。7.一种基于权利要求1所述的四象限光电探测器测试系统的测量方法，其特征在于：包括以下步骤S01通过所述光路切换器将光源切换至激光器或单色仪，所述激光器或单色仪发射光源；S02通过控制移动装置移动所述光电探测器，使所述第一光束经过所述聚焦透镜后投射在所述光电探测器第一象限的中心位置；S03通过控制所述移动装置移动所述光电探测器，使所述第一光束经过所述聚焦透镜后依次投射在所述光电探测器的第二象限、第三象限和第四象限位置；S04所述处理器接收所述光电探测器在各象限的数据信息，并依据所述数据信号获得光电探测器的光谱响应范围、象限间串扰、暗电流和四象限输出不一致性、上升时间。8.根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王仕鑫，顾子悦，沈吉，徐建东，那启跃，简云飞，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：