探测器响应测试系统

光电探测器是光电系统的核心组成部分，其种类的选择和器件的性能特点直接影响着光电系统的性能。不同光电探测器敏感光波长的范围和程度是有差异的。所以在选择合适的探测器前必须清楚该探测器的光谱响应特性。探测器光谱响应检测设备主要由单色仪和标准探测器组成，通过替代法先测试标准探测器的光谱响应特性然后再换上被测探测器进行测试，通过对比标准探测器的值就可以得到被测探测器的光谱响应特性。

OL750光谱响应测试系统主要由单色仪，标准探测器以及控制系统组成。

单色仪主要负责把复合光分成单色光再通过探测器测出能量值，从而得到被测光源的光谱分布。所以单色仪作为一个分光系统，它的分光能力以及对杂散光的抑制就显得尤为重要，目前还是主要选用光栅作为分光元件，配合准直镜以及滤光片就可以得到较纯的单色光，另外为了提高整套系统的分光能力，通常会把两个单色仪连接起来形成双单色仪结构。这种二次分光设计不仅可以大大提高单色光的纯度而且可以有效地抑制杂散光，提高测试的精度。

                                                           图1-1

1、2、9、10 ----准直镜      6、7----光栅塔轮      3、11----反射镜

5、13、14----狭缝       4----斩波器       12---滤光片

 光从单色仪的入口狭缝进入，入口狭缝出安装了一个光学斩波器，它可以直流信号变成交流信号方便后续信号的处理。然后后需通过准直镜把发散光准直成平行光束，因为只有当光线平行照射到光栅上才能得到最纯的单色光，而且也可以把杂散光减少到最低，准直镜可以通过控制器精确地调整位置，然后再经过光栅分光。如图1-1所示，光栅塔轮是一个三角形结构，有三个边，每边可以放置一片光栅所以总计可以放置三片，通过控制系统可以精确地控制塔轮旋转达到分光的效果。3片光栅的分光波段总和就是整套单色仪的分光范围，一般来说3片光栅已经足以覆盖很大的波长范围，但如果需要分光的波段超过了这个范围则需手动更换光栅。经一次光栅分光后还要再准直然后进行二次分光，提高单色光的纯度。当然这个时候的光并非是单色光，最后还要经过滤光片轮滤掉其它波段的杂散光。滤光片轮可以装11片二阶滤光片，通过控制器控制选择合适的滤光片。整套系统除了元器件的选择，对于它们的控制要求也十分高，两个光栅塔轮必须同时精确地旋转，斩波器、滤波轮以及准直镜都要精确地控制。这样就能得到高纯度的单色光提高结果的精确性。

得到单色光之后用标准探测器把光信号转换成电信号，因为标准探测器都是经过标定的，它的光电转换效率是明确的，所以就可以依据收集到的电信号来计算出光信号的大小。从而确定光源经过分光系统后到达探测器时的能量值。对于探测器的选择，灵敏度和信噪比是较重要的指标，首先不同的材料对不同波段的光源响应是不一样的，所以一定要选用相对灵敏度较高的探测器。对于紫外和可见波段一般会选用硅探测器。 

设备参数

光栅光谱范围：200nm-30um

       波长精度：±0.05%

       波长重复性：±0.01%

       线色散倒数：2nm/mm

       带宽：0.25-10nm

       杂散光：≤10^-8

       光栅尺寸：68mmX68mm

       焦长：254 nm (f/4)

       斩波器频率：可设置，10-500HZ

       控制接口：RS-422

      非线性误差：<0.1%

     硅探测器：（光谱范围：0.2μm-1.1μm，噪声不大于：2×10-14(Watts)）；

      硫化铅探测器：（光谱范围：1.0μm ~3.2μm, 噪声不大于：1×10-12(Watts)）；