真空紫外光谱响应测试技术及应用研究
发布时间：2020-04-21 04:14
【摘要】：随着等离子体物理及外空间技术的发展,真空紫外探测技术得到越来越广泛的应用,对于真空紫外光电器件的研究需求变得越来越迫切,而光谱响应测试技术对于光电器件的研究有着重要意义。目前,国内对于真空紫外波段光谱响应测试技术的研究较少,所以本文围绕紫外～真空紫外波段的光谱响应测试技术开展研究。首先,本文阐述了光谱响应测试技术的基本方法,介绍了光谱响应测试技术的发展历史和像增强器的结构原理。然后,采用氘灯、真空紫外单色仪等设备,设计了测试系统的光学部分,实现了 115～400nm范围和10-6W量级的光谱输出。之后,研制了包含直流、交流和光功率标定三种信号处理模块的多通道电流计,实现了 10-12A量级的光电流测试。采用系统光学部分、多通道电流计、锁相放大器等设备,设计了紫外～真空紫外光谱响应测试系统的整体结构,实现了 115～400nm光谱范围的光谱响应测试。然后,根据光谱响应测试方案,在VS2012软件开发环境下,结合Access数据库,对测试系统的测试软件进行了编制,实现了各仪器的自动化控制和光谱响应曲线的自动绘制。此后,通过像增强器测量了 K2Te、Cs2Te、Rb2Te、Cs-K-Te和Rb-K-Te五种透射式光电阴极材料在115～400nm波段的光谱响应,同时对MgF2、石英、蓝宝石三种窗口的透射率进行了测试。通过对实验结果的分析验证了本文研制的紫外～真空紫外光谱响应测试系统的测试性能。并且,通过对直流、交流两种模式的测试结果的对比,验证了交流测试模式相比于直流测试模式对于微弱信号有更强的测试能力,可以消除噪声信号和背景信号的影响。根据测试结果发现了碱金属原子序数与单碱碲化物光电阴极的逸出功存在反比关系,锑化物光电阴极的“多碱”效应同样适用于碲化物光电阴极等规律。
【图文】：
１绪论逡逑１．１紫外光谱响应测试技术的发展逡逑图１．１为紫外光谱分布图。从图１．１可以看出，波长在１０？４００ｎｍ的电磁波称为紫逡逑外线，根据其波长大小分为紫外线Ａ（ＵＶＡ）、紫外线Ｂ（ＵＶＢ）、紫外线Ｃ（ＵＶＣ）［１，２］。逡逑紫外线Ａ（ＵＶＡ）的波长范围为３２０？４００ｎｍ，该波段的紫外线可以通过大气层到达地球逡逑表面，并且该波段的紫外线对生物没有巨大的伤害作用［１，２］。紫外线Ｂ（ＵＶＢ）的波长范逡逑围为２８０？３２０ｎｍ，该波段的紫外线仍然可以通过大气层，但该波段的紫外线会对生物逡逑产生巨大的损伤作用［Ｕ］。紫外线Ｃ（ＵＶＣ）的波长范围为１０？２８０ｎｍ，ＵＶＣ又可以分为逡逑日盲紫外波段和真空紫外波段［］］。日盲紫外波段的波长范围为２００？２８０ｎｍ，此范围的逡逑紫外线在通过大气层时会被臭氧吸收，此波段的光谱在地球表面的辐射功率小于１（Ｔ１３逡逑Ｗ／ｍ２
宽带滤光片法是最早被应用的光谱响应测试方法，其原理为通过滤光片将光分成几种逡逑不同的光线（数量取决于滤光片个数），分别照射到待测样品上，再对样品产生的光电逡逑流进行处理［１６＾］。其缺点为精确度较低，测试范围较小，目前已经很少使用。图１．２逡逑为宽带滤光片法原理图。逡逑0邋0邋0光源￥滤光片轮￥待测样品：ｃ＞逦＾逡逑ｖ0０逦＾逡逑Ｖｏｏ＾７邋＾ＩＩ＾ＩＩ＿＿邋＾逡逑滤光片转轮逡逑图１．２宽带滤光片法原理图逡逑直接比较法和标准替代法都使用标准探测器进行比较，从而确定被测样品的光谱逡逑灵敏度。其不同之处在于直接比较法的标准探测器一直放在系统内部，而标准代替法逡逑则需要标准探测器和样品之间来回替换［１６＿２＜）］。图１．３为直接比较法和标准替代法原理逡逑图。逡逑￣邋ｒＨ待测样品ｈ逡逑鱼邋逦逦逡逑v嵋唬垮澹纭瑰问莶杉倒た鼗义稀曜继讲馄鞑罚卞义贤迹保持苯颖冉戏ê捅曜继娲ㄔ硗煎义细道镆侗浠环ǖ奶氐闶遣捎梅止庾爸媒ド遣牡ド獍凑展潭ū壤殖闪藉义鲜直鹜渡涞奖曜继讲馄骱脱方邮芏耍ü曜继讲馄髌骱凸潭ū壤姆止庾爸茫义系玫酱庋反Φ墓夤β剩佣泄馄紫煊Σ馐裕郏保叮撸停荨Ｍ迹保次道镆侗浠环ㄔ礤义贤肌ｅ义希插义，
本文编号：2635347
【图文】：
１绪论逡逑１．１紫外光谱响应测试技术的发展逡逑图１．１为紫外光谱分布图。从图１．１可以看出，波长在１０？４００ｎｍ的电磁波称为紫逡逑外线，根据其波长大小分为紫外线Ａ（ＵＶＡ）、紫外线Ｂ（ＵＶＢ）、紫外线Ｃ（ＵＶＣ）［１，２］。逡逑紫外线Ａ（ＵＶＡ）的波长范围为３２０？４００ｎｍ，该波段的紫外线可以通过大气层到达地球逡逑表面，并且该波段的紫外线对生物没有巨大的伤害作用［１，２］。紫外线Ｂ（ＵＶＢ）的波长范逡逑围为２８０？３２０ｎｍ，该波段的紫外线仍然可以通过大气层，但该波段的紫外线会对生物逡逑产生巨大的损伤作用［Ｕ］。紫外线Ｃ（ＵＶＣ）的波长范围为１０？２８０ｎｍ，ＵＶＣ又可以分为逡逑日盲紫外波段和真空紫外波段［］］。日盲紫外波段的波长范围为２００？２８０ｎｍ，此范围的逡逑紫外线在通过大气层时会被臭氧吸收，此波段的光谱在地球表面的辐射功率小于１（Ｔ１３逡逑Ｗ／ｍ２
宽带滤光片法是最早被应用的光谱响应测试方法，其原理为通过滤光片将光分成几种逡逑不同的光线（数量取决于滤光片个数），分别照射到待测样品上，再对样品产生的光电逡逑流进行处理［１６＾］。其缺点为精确度较低，测试范围较小，目前已经很少使用。图１．２逡逑为宽带滤光片法原理图。逡逑0邋0邋0光源￥滤光片轮￥待测样品：ｃ＞逦＾逡逑ｖ0０逦＾逡逑Ｖｏｏ＾７邋＾ＩＩ＾ＩＩ＿＿邋＾逡逑滤光片转轮逡逑图１．２宽带滤光片法原理图逡逑直接比较法和标准替代法都使用标准探测器进行比较，从而确定被测样品的光谱逡逑灵敏度。其不同之处在于直接比较法的标准探测器一直放在系统内部，而标准代替法逡逑则需要标准探测器和样品之间来回替换［１６＿２＜）］。图１．３为直接比较法和标准替代法原理逡逑图。逡逑￣邋ｒＨ待测样品ｈ逡逑鱼邋逦逦逡逑v嵋唬垮澹纭瑰问莶杉倒た鼗义稀曜继讲馄鞑罚卞义贤迹保持苯颖冉戏ê捅曜继娲ㄔ硗煎义细道镆侗浠环ǖ奶氐闶遣捎梅止庾爸媒ド遣牡ド獍凑展潭ū壤殖闪藉义鲜直鹜渡涞奖曜继讲馄骱脱方邮芏耍ü曜继讲馄髌骱凸潭ū壤姆止庾爸茫义系玫酱庋反Φ墓夤β剩佣泄馄紫煊Σ馐裕郏保叮撸停荨Ｍ迹保次道镆侗浠环ㄔ礤义贤肌ｅ义希插义，
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