本发明专利技术公开了一种测量ＩｎＧａＡｓ探测器偏振敏感响应的装置，它由光源系统、偏振态控制系统、光阑、待测ＩｎＧａＡｓ探测器、电流放大器和示波器组成，其中偏振态控制系统由两个格兰－汤普森棱镜组成，用于产生纯净的线偏振光；待测ＩｎＧａＡｓ探测器置于一侧开孔的圆形柯伐管壳中，并且将光源系统、偏振态控制系统、光阑和待测ＩｎＧａＡｓ探测器置于光、热屏蔽罩中，通过旋转探测器的方式，使不同振动方向的线偏振光入射到探测器的光敏面上，可得到正入射和斜入射情况下ＩｎＧａＡｓ探测器的偏振敏感响应。本发明专利技术的装置和方法简捷实用、测试精度高，并可推广应用到可见光探测器的偏振敏感响应测试中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电探测器的检测技术，具体是指一种测量InGaAs探测器偏 振敏感响应的装置，它适用于测量InGaAs探测器对不同振动方向线偏振光的 响应度。
技术介绍
探测器是成像偏振仪中的核心器件，其性能严重影响着成像质量。在偏振 成像中一般要求探测器是偏振无关的，也就是说探测器的响应度对入射光的偏 振方向和偏振态是不敏感的。事实上，许多类型的光电探测器的响应是偏振相 关的，而且在偏振成像应用中，光束一般是由透镜会聚到探测器光敏元上的， 也就是说大部分光是斜入射到探测器上的，那么会由于光束的偏振态对探测器 响应的影响而产生显著的误差。另外，在以自然光为光源的光学系统中，在经 过几个光学元件的透、反射后，光束己经是部分偏振光了，此时探测器偏振响 应的效果也会表现出来。对于InGaAs探测器而言，在光正入射情况下，器件偏振敏感响应度主要 是由以下原因产生的①长波长入射光吸收长度的增加，使得由衬底反射到探 测器表面的光增加；②探测器每一层之间不是严格平行的；③由于外延层和衬 底热扩散系数不同而在晶体结构中产生的机械应力。在光斜入射情况下，器件 偏振敏感响应度主要是由入射光中P分量和S分量反射率的差异引起的，而且 一般来说，这对器件偏振敏感响应度的影响大于材料本身的影响。虽然目前市场上销售的偏振分析仪可对光束的偏振态进行分析，但其不能用来测试光电探测器的偏振敏感响应度。另外，可通过偏振无关Ge或InGaAs 探测器作为标准，来测定待测InGaAs探测器的偏振敏感响应度，但偏振无关 探测器本身的制备和严格定标是十分困难的。总之，目前尚无简捷、实用的精 确测量InGaAs探测器偏振敏感响应度的装置与方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简捷、实用的测量InGaAs探测器偏振敏感响 应度的装置，以达到精确测量InGaAs探测器偏振敏感响应度的目的。本专利技术中InGaAs探测器偏振敏感响应具体是指InGaAs探测器对不同振动 方向线偏振光的响应度的差异，用d「U^表示，其中& 、 ^曲和X分别 为相同功率、不同振动方向的线偏振光入射时探测器响应度的最大值、最小值 和平均值。不同偏振态的光可以分解为两束正交线偏振光的合成。因此，掌握 了光电探测器相对于各个振动方向线偏振入射光的响应度的变化就可以得出 探测器相对于各种偏振态的入射光的响应度。本专利技术的测量装置如附图l所示，它主要由光源系统l、偏振态控制系统 2、光阑3、待测InGaAs探测器4、电流放大器5和示波器6组成，其中偏振 态控制系统由第-格兰-汤普森棱镜7和第二格兰-汤普森棱镜8组成；待测 InGaAs探测器4置于具有良好电磁屏蔽作用的圆形柯伐管壳9的中心位置上， 管壳在入射光一侧开孔；为了降低系统的杂散光并提高测试装置内部的温度稳 定性，光源系统l、偏振态控制系统2、光阑3、待测InGaAs探测器4及柯伐 管壳9置于光、热屏蔽罩10中。在本专利技术测量装置的光路调节过程中，采用632.8nm的可见光激光器，使 第一格兰-汤普森棱镜7和第二格兰-汤普森棱镜8的中心、光阑的中心和探测 器光敏元中心共轴，以确保测试的准确性；在待测InGaAs探测器4偏振敏感响应测试过程中，光源系统可选用1310nm、 1342nm或1550nm的半导体激光 器，或短波红外波段的单色仪系统，以得到单波长或连续波长下器件的偏振敏 感响应。在本专利技术测量装置的偏振态控制系统2中，采用两个消光比大于45dB的 第 -格兰-汤普森棱镜7和第二格兰-汤普森棱镜8，来保证获得纯净的线偏振 光，同时，通过旋转第二格兰-汤普森棱镜8，可调节入射光功率，起到光学衰 减片的作用。本专利技术测量装置中光阑3的直径为lmm，光阑起到限制光束直径的作用， 同时还可防止由探测器反射回的光照射到棱镜上发生二次反射产生杂散光。 在本专利技术测量装置中，装有待测探测器4的柯伐管壳9置于高精度三维旋转平 台上，可在YZ或XZ平面内旋转，三维旋转平台可通过步进电机由电脑控制， 或手动旋转。以入射光方向作为X方向，垂直于入射光方向的平面作为YZ平 面。在本专利技术实际测量过程中，由光源系统l出射的光，经偏振态控制系统2 后变为纯净的线偏振光，经光阑后垂直入射到待测探测器4上，探测器(4) 的输出信号经电流发大器(5)放大后，在示波器(6)上显示出来。通过在 YZ平面内旋转柯伐管壳9，就可在保持入射偏振光功率的情况下得到待测探 测器4对不同振动方向线偏振光的响应度，从而得到正入射情况下，器件的偏 振敏感响应。斜入射下器件的偏振敏感响应可通过以下方法获得首先在XZ 平面内将柯伐管壳(9)旋转一定的角度，使入射线偏振光斜入射到待测探测 器4的光敏元上，然后以垂直于光敏元平面的方向为轴旋转待测探测器4，即 可得到斜入射情况下器件的偏振敏感响应。 本专利技术的优点在于A. 偏振态控制系统采用两个消光比大于45dB的棱格兰-汤普森镜，可保 证获得纯净的线偏振光，同时第二棱格兰-汤普森镜8可调节入射光功率，起 到光学衰减片的作用，确保入射光功率没有达到待测InGaAs探测器的饱和辐 照功率；B. 测试装置和方法可精确测量待测InGaAs探测器在光正入射和斜入射 情况下的偏振敏感响应，简捷实用、测试精度高；C. 格兰-汤普森棱镜在可见光波段亦有很高的透射比和消光比，因此采用 可见光光源系统后，可将本专利技术中的装置和方法可推广应用于测量可见光探测 器的偏振敏感响应。附图说明图1 一种测量InGaAs探测器偏振敏感响应的装置与方法的示意图； 图中1——光源系统；2——偏振态控制系统；3——光阑；4——待测InGaAs探测器；5——电流放大器；6——示波器；7——第一格兰-汤普森棱镜；8——第二格兰-汤普森棱镜；9——柯伐管壳；10——光、热屏蔽罩。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方法作详细的说明。本实施例中测试用光源为1342 nm的半导体激光器，光束出射直径为2mm，具有很好 的功率稳定性，功率相对起伏在±0.5%;光闹直径为lmm，待测InGaAs探测 器的直径为5mm。1. 待测InGaAs探测器4置于具有良好电磁屏蔽作用的圆形Kovar管壳9 的中心位置上；2. 搭建InGaAs探测器偏振敏感度测试系统。利用杆架和底座将偏振态控 制系统2、光阑3、柯伐管壳9置于OTPOT24-12型光学平台的RAOB10-1型 滑轨上，然后利用采用632.8nm波长的可见光激光器作为调节光源，使偏振态 控制系统2中的第 一格兰-汤普森棱镜7和第二格兰-汤普森棱镜8的中心、光 阑3的中心和待测探测器4的光敏元中心共轴，以确保测试的准确性；3. 将调节光源置换为测试用1342nm的半导体激光器，确保出射光与棱镜 格兰-汤普森7和8的中心、光阑3的中心和待测探测器4的光敏元中心共轴；4. 将待测探测器4通过引线与电流放大器5相连，响应信号经电流-电压 转化、放大后由示波器6输出；5. 以出射光为轴，旋转偏振态控制系统2中的第-格兰-汤普森棱镜7， 调节光功率强度，确保入射光功率不会达到待测InGaAs探测器的饱和辐照功 率；6. 光源系统1、偏振态控制系统2、光阑3和待测InGaAs探测器4置于 光、热屏蔽罩10中；7. 正入射情况下本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量ＩｎＧａＡｓ探测器偏振敏感响应的装置，主要包括光源系统（１）、偏振态控制系统（２）、光阑（３）、电流放大器（５）和示波器（６），其特征在于： 由光源系统（１）出射的光经偏振态控制系统（２）后变为纯净的线偏振光，经光阑（３）后垂直入射到安装在柯伐管壳（９）内的待测探测器（４）上，探测器（４）的输出信号经电流发大器（５）放大后，在示波器（６）上显示出来；通过在ＹＺ平面内旋转柯伐管壳（９），就可在保持入射偏振光功率的情况下得到待测探测器（４）对不同振动方向线偏振光的响应度，从而得到正入射情况下，器件的偏振敏感响应； 测量斜入射下器件的偏振敏感响应通过以下方法获得：首先在ＸＺ平面内将柯伐管壳（９）旋转一定的角度，使入射线偏振光斜入射到待测探测器（４）的光敏元上，然后以垂直于光敏元平面的方向为轴旋转待测探测器（４），即可得到斜入射情况下器件的偏振敏感响应。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐恒敬，李永富，朱耀明，李淘，李雪，龚海梅，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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