紫外探测器测试标定系统

发布时间：2020-04-22 17:39

【摘要】：随着紫外探测技术的广泛应用,紫外探测器在许多领域均取得了较大的发展并发挥了重要的作用,紫外探测器响应指标的精确测定成为该领域的关键技术,因此对紫外探测器测试标定系统的研究具有重要意义,本文在此基础上研发了紫外探测器测试标定系统。该系统的基本功能有自动计算光谱响应率、电流和电压响应率、暗电流及光斑均匀性分析等功能;能够对紫外光强度及各测试设备进行控制,输出和打印测试分析报告等。该系统的测试基础为“替代法”原理,“替代法”即在测试条件相同的情况下,仅通过切换标准探测器以及待测探测器,将标准探测器的已知响应率传递给待测探测器。系统对微弱信号的采集方法为锁相放大检测,同时利用电磁屏蔽、杂散光屏蔽等技术保证了系统测试精度。文中根据系统的基本功能、测试原理及采集方法对系统进行集成设计,采用分层的设计思想,将系统分为测量前端,总线连接,驱动接口及软件系统四个层次。所有仪器按照分层的思想设计在一套完整的系统框架中,利用配套的软件系统对仪器进行控制以及通过选择不同的软件测试页完成测试功能。通过切换待测探测器便可完成不同功能的测试任务,最大程度的实现了自动化。该系统在光谱响应率的测试中,主要进行了绝对光谱响应率和相对光谱响应率测试,测试结果表明对于紫外探测器在波长200nm-520nm之间绝对光谱响应率测试的结果误差≤10%,相对光谱响应率测试的结果误差≤10%。在电流和电压响应率的测试中,通过改变测试条件,确定了紫外探测器响应率随斩波频率、单色仪狭缝宽度等参数变化的规律。本文通过构建紫外测试系统的硬件实体和软件开发,有效地完成对紫外探测器的测试标定。
【图文】：

波形,锁相放大器,工作原理图,信号振幅

在此的实验反应信号。假若使用一个函数信号产生器的方波输出作为，并以其正弦波输出来激发实验，其关系如下图 2.2 所示。图2.2 锁相放大器工作原理图sin( )sig sigV rt+ 为信号波形，sigV 为信号振幅，参考方波的频率，sig 为信号频率。V L sin( Lt + ref)为内部参考波形，VL内部参考信号振幅， L内部参考信号频率，ref 为内部参考信号相位。锁相放大器将信号放大后，会在 PSD 乘上此内部参考信号

谱线图,涵盖范围,光源,波长

是因为氙灯的谱线中具有较多尖锐的光谱峰，会因为波长的微小变化产生较大的波动，造成测量的不准确。图3.3 各种光源的波长涵盖范围及谱线图为了得到较宽的光谱范围，该系统使用了由氘灯和溴钨灯组成的复合光源室[30;31]。氘灯的光谱范围主要分布在紫外区，所以在 200nm-355nm 波段选用输出能量较强的 30W 氘灯。溴钨灯的光谱范围可以从紫外延伸到远红外区，在 355nm 后波段采用 50W 溴钨灯，光源内部由电机驱动反射镜旋转，实现对光谱范围的覆盖。而且，，通常来说，溴钨灯的光源稳定性要高于氙灯等弧光放电类型的光源。另外，每种光源都有各自的特征谱线，在谱线附近光源的辐射功率会发生剧烈的变化。当测试这一范围的光谱响应时，由于单色仪的固有重复误差，即使两次测试只有 0.1nm 的偏差
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN23

【参考文献】