百兆级带宽光电探测仪器标定方法技术

技术编号:8240779 阅读:282 留言:0更新日期:2013-01-24 21:09
本发明专利技术公开了一种百兆级带宽光电探测仪器标定方法,使用OPO可获得高单色性光源;可对210nm-2200nm宽波长范围内仪器标定,获得仪器波长-响应率。本发明专利技术使用可调谐OPO激光器可获得高单色性光源;波长范围大,可对210nm-2200nm宽波长范围内仪器标定;对于100M以上带宽光电仪器标定准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电仪器标定领域,提供了一种。
技术介绍
光电探测仪器是物理、化学、生物等科学研究领域普遍使用的一种仪器,最主要用于研究所关心的光谱强度变化。由于大多数探测器在工作波长范围具有不同的响应特性,当需要对比不同波长谱的强度时,必须进行相对标定。通过标注探测器校准,可以获得绝对响应率曲线。目前常用的手段为,使用单色仪作为标准光源,通过扫描不同波长,获得相应的探测器波长-响应率曲线。此种方法的问题在于,单色仪出射光为直流信号,不能反映探测电路在高频模式下的实际响应;此外,单色仪出射光的单色性与光能量程反比,在提高单色性同时,光强变弱,降低标定系统的信噪比,精度变差;最为重要的单色仪的每块光栅可提供 的波长范围只有几百nm,仪器的针对性高,难以通用。为近似模拟高频信号,一种方法是在单色仪出射口增加斩波器,获得快速变化的单色光源。但此种方法获得的单色信号频率与斩波器的电机旋转速度相关,电机装置限制其难以获得兆Hz以上信号。因此,目前如需要要标定仪器的波长-响应率,通常只能使用单色仪获得直流情况下的曲线,后采用高频单色LED光源在特定波长上进行系数纠正。综上所述,光电仪器的波长-响应率曲线是其基本参数,但目前可获得的手段有限,且误差较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用可调谐OPO激光器作为标准光源的,简单、准确获得仪器波长-响应率。为达上述目的,本专利技术采用的具体方案为 一种,包括有光电探测仪器,其特征在于,具体标定方法包括以下内容 (1)采用波长在210nm-2200nm可调谐OPO激光器作为标定光源,激光脉宽3_10ns; (2)在可调谐OPO激光器的前方光路上设置漫反射板,漫反射板将可调谐OPO激光器的出射激光散射; (3)在漫反射板的反射光路上设置聚焦透镜、光电探测器,聚焦透镜将部分散射光倒入收集光纤,光电探测器的响应频率在IGHz内,相应波长范围为210nm-2200nm,光电探测器收集部分散射光,光电探测器收集的散射光信号作为被标定仪器采集触发; (4 )收集光纤的另一端接入一个积分球的入光端,积分球的出光端和两根相同材料、长度、直径的传输光纤一、传输光纤二连接,积分球将收集光纤导入的光分为相同的两束由传输光纤一、传输光纤二导出,传输光纤一与多波长、快响应的标准探测器相连,传输光纤二与被标定仪器相连;(5)光电探测器与被标定仪器之间通过信号延迟线相连,信号延迟线调节触发被标定仪器的米集时刻,确保激光信号在激光脉宽尺度内完全被收集; (6)标准探测器的信号输出端接入计算机控制系统,计算机控制系统与可调谐OPO激光器控制连接,计算机控制系统内置软件,软件运行过程包括以下内容 O设置可调谐OPO激光器的扫描波段; 2)设置可调谐OPO激光器的扫描步长; 3)设置可调谐OPO激光器进行自动扫描; 4)设置可调谐OPO激光器的脉冲个数; 5)与标准探测器通讯,告知标准探测器标定光源波长,返回此波长上获得的标准探测器数值; 6)Wi (λ) =标准探测器结果WTi ( λ ) /被标定仪器结果Wsi ( λ ),获得一个扫描过程被标定仪器波长-响应率曲线; 7)通过设置多个激光脉冲个数,获得多次扫描结果; 8)通过标准探测器获得的绝对数值,计算被标定仪器绝对响应率。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点(I)使用可调谐OPO激光器可获得高单色性光源; (2)波长范围大,可对210nm-2200nm宽波长范围内仪器标定; (3)对于100M以上带宽光电仪器标定准确。附图说明图I本专利技术的装置结构示意图。具体实施例方式如图I所示,一种,包括有光电探测仪器,其特征在于,具体标定方法包括以下内容 (1)采用波长在210nm-2200nm可调谐OPO激光器I作为标定光源,激光脉宽3_10ns; (2)在可调谐OPO激光器I的前方光路上设置漫反射板2,漫反射板2将可调谐OPO激光器I的出射激光散射; (3)在漫反射板2的反射光路上设置聚焦透镜3、光电探测器4,聚焦透镜3将部分散射光倒入收集光纤5,光电探测器4的响应频率在IGHz内,相应波长范围为210nm-2200nm,光电探测器4收集部分散射光,光电探测器4收集的散射光信号作为被标定仪器采集触发; (4)收集光纤5的另一端接入一个积分球6的入光端,积分球6的出光端和两根相同材料、长度、直径的传输光纤7、传输光纤8连接,积分球6将收集光纤5导入的光分为相同的两束由传输光纤7、传输光纤8导出,传输光纤7与多波长、快响应的标准探测器9相连,传输光纤8与被标定仪器10相连; (5)光电探测器4与被标定仪器10之间通过信号延迟线11相连,信号延迟线11调节触发被标定仪器10的米集时刻,确保激光信号在激光脉宽尺度内完全被收集; (6)标准探测器9的信号输出端接入计算机控制系统12,计算机控制系统12与可调谐OPO激光器I控制连接,计算机控制系统12内置软件,软件运行过程包括以下内容O设置可调谐OPO激光器I的扫描波段; 2)设置可调谐OPO激光器I的扫描步长; 3)设置可调谐OPO激光器I进行自动扫描; 4)设置可调谐OPO激光器I的脉冲个数; 5)与标准探测器9通讯,告知标准探测器9标定光源波长,返回此波长上获得的标准探测器9数值; 6)Wi (λ) =标准探测器结果WTi ( λ ) /被标定仪器结果Wsi ( λ ),获得一个扫描过程被标定仪器波长-响应率曲线; 7)通过设置多个激光脉冲个数,获得多次扫描结果; 8)通过标准探测器获得的绝对数值,计算被标定仪器绝对响应率。权利要求1.一种,包括有光电探测仪器,其特征在于,具体标定方法包括以下内容(I)采用波长在210nm-2200nm可调谐OPO激光器作为标定光源,激光脉宽3-10ns ; (2)在可调谐OPO激光器的前方光路上设置漫反射板,漫反射板将可调谐OPO激光器的出射激光散射; (3)在漫反射板的反射光路上设置聚焦透镜、光电探测器,聚焦透镜将部分散射光倒入收集光纤,光电探测器的响应频率在IGHz内,相应波长范围为210nm-2200nm,光电探测器收集部分散射光,光电探测器收集的散射光信号作为被标定仪器采集触发; (4 )收集光纤的另一端接入一个积分球的入光端,积分球的出光端和两根相同材料、长度、直径的传输光纤一、传输光纤二连接,积分球将收集光纤导入的光分为相同的两束由传输光纤一、传输光纤二导出,传输光纤一与多波长、快响应的标准探测器相连,传输光纤二与被标定仪器相连; (5)光电探测器与被标定仪器之间通过信号延迟线相连,信号延迟线调节触发被标定仪器的米集时刻,确保激光信号在激光脉宽尺度内完全被收集; (6)标准探测器的信号输出端接入计算机控制系统,计算机控制系统与可调谐OPO激光器控制连接,计算机控制系统内置软件,软件运行过程包括以下内容 O设置可调谐OPO激光器的扫描波段; 2)设置可调谐OPO激光器的扫描步长; 3)设置可调谐OPO激光器进行自动扫描; 4)设置可调谐OPO激光器的脉冲个数; 5)与标准探测器通讯,告知标准探测器标定光源波长,返回此波长上获得的标准探测器数值; 6)Wi (λ) =标准探测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种百兆级带宽光电探测仪器标定方法,包括有光电探测仪器,其特征在于,具体标定方法包括以下内容:????(1)采用波长在210nm?2200nm可调谐OPO激光器作为标定光源,激光脉宽3?10ns;(2)在可调谐OPO激光器的前方光路上设置漫反射板,漫反射板将可调谐OPO激光器的出射激光散射;(3)在漫反射板的反射光路上设置聚焦透镜、光电探测器,聚焦透镜将部分散射光倒入收集光纤,光电探测器的响应频率在1GHz内,相应波长范围为210nm?2200nm,光电探测器收集部分散射光,光电探测器收集的散射光信号作为被标定仪器采集触发;(4)收集光纤的另一端接入一个积分球的入光端,积分球的出光端和两根相同材料、长度、直径的传输光纤一、传输光纤二连接,积分球将收集光纤导入的光分为相同的两束由传输光纤一、传输光纤二导出,传输光纤一与多波长、快响应的标准探测器相连,传输光纤二与被标定仪器相连;(5)光电探测器与被标定仪器之间通过信号延迟线相连,信号延迟线调节触发被标定仪器的采集时刻,确保激光信号在激光脉宽尺度内完全被收集;(6)标准探测器的信号输出端接入计算机控制系统,计算机控制系统与可调谐OPO激光器控制连接,计算机控制系统内置软件,软件运行过程包括以下内容:1)设置可调谐OPO激光器的扫描波段;2)设置可调谐OPO激光器的扫描步长;3)设置可调谐OPO激光器进行自动扫描;4)设置可调谐OPO激光器的脉冲个数;5)与标准探测器通讯,告知标准探测器标定光源波长,返回此波长上获得的标准探测器数值;6)Wi(λ)=?标准探测器结果WTi(λ)/被标定仪器结果WSI(λ),获得一个扫描过程被标定仪器波长?响应率曲线;7)通过设置多个激光脉冲个数,获得多次扫描结果;8)通过标准探测器获得的绝对数值,计算被标定仪器绝对响应率。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:臧庆陈慧赵君煜
申请(专利权)人:中国科学院等离子体物理研究所
类型:发明
国别省市:

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