高精度紫外探测器定标测试方法

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1、第27卷第2期航天器环境工程2010年4月SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERING169高精度紫外探测器定标测试方法1,21,21,2邵秀梅，陈郁，陈新禹（1.中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室，上海200083；2.中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料和器件重点实验室，上海200083）摘要：文章研究分析了紫外电学定标探测器的主要光电不等效因素，并建立了基于紫外电学定标探测器的紫外辐射定标系统。在此基础上，利用紫外探测器定标测试平台，开展了紫外探测器的测试方法研究，响应率定标的总不确定度为3%～5%，

2、相对光谱测试的总不确定度为3%。关键词：紫外探测器；辐射定标；光电吸收测量；单色仪；辐射计中图分类号：TH744.42文献标识码：B文章编号：1673-1379(2010)02-0169-04DOI：10.3969/j.issn.1673-1379.2010.02.0091引言的测量来替代光辐射功率的测量。美国NIST（当时为NBS）的RobertJ.Phelan在1972年研制出自20世纪90年代以来，宽禁带半导体材料、[3]ECPR。虽然ECPR的精度没有ESR高，但其不发光器件、紫外器件展现出重大应用价值和广阔的涉及超低温、高真空、超导等先

3、进技术，能在室温发展前景，随着发光器件和紫外器件的发展与应[4-5][6]下工作，灵敏度高。所以，美国NIST、德国PTB用，必须对紫外器件进行精确的光学定标。辐射定等国际权威计量实验室一直持续着这方面的研究标主要有两类标准：(1)基于光源的标准，常用的工作。是黑体和同步辐射，红外波段的辐射标准通常采用对于紫外探测器的定标测试，目前国内相关的黑体，紫外波段的辐射标准常采用同步辐射光源；科研机构或生产单位大多采购日本Hamamatsu公(2)基于探测器的标准，主要有自定标探测器和电司研制并标定的硅器件作为传递工作标准，或采用替代式辐射计两种，自定标

4、探测器是基于量子效率[1]低温辐射计对硅器件进行标准传递，然后对待测紫达到100%的探测器，电替代式辐射计（electrical外探测器进行光谱定标或响应率定标测试。合肥国substitutionradiometer，ESR）的原理是光辐照与电加热引起同样的温升效应，两者替代升温，当温升家同步辐射实验室与计量实验站利用光谱辐射标效应相同时，认为光功率与电功率等效[2]。电替代准开展了基于同步辐射光源的紫外辐射定标和紫式定标的精度取决于电流、电压的精确测量和光、外探测器定标的相关研究。电的等价效应。本文研究的是一种基于紫外电学定标探测器电学定标辐射

5、计是一种在室温工作的ESR，的紫外辐射定标方法，是建立在光电等效基础上的采用热传感器作为接收器件，通过对电加热功率能在室温下工作的绝对定标方法。具有特殊结构的的测量实现对光辐射功率的计量。早期的热传感热释电探测器对紫外辐射和电加热都能响应，并可器为热电堆，响应慢，有效面积上的响应均匀性将紫外辐射功率的测量转换为电加热功率的测量。差，误差较大。电学定标热释电辐射计（electrically建立了基于紫外电学定标热释电探测器的辐射定calibratedpyroelectricradiometer，ECPR）是采用标系统，在此基础上建立高精度紫外探测器

6、定标测热释电探测器作为热传感器的绝对辐射计，也是试平台，开展紫外探测器的定标测试方法研究，并基于光辐射功率和电加热功率的等效，以电功率正在申请建立国家测试标准。————————————收稿日期：2009-09-18；修回日期：2010-03-16基金项目：国家自然科学基金青年基金资助项目“基于传感器的紫外辐射定标及器件光电等效机理研究”（项目编号：60708028）作者简介：邵秀梅（1978-），女，博士学位，副研究员，主要从事光传感器相关的科研工作。E-mail:shaoxm@mail.sitp.ac.cn。170航天器环境工程2010年第27

7、卷2紫外电学辐射定标经过修正之后，7GLTA-004#光电等效的不确定度为2%。2.1紫外电学定标探测器表17GLTA-004#的光电不等效误差及修正系数本文研究的紫外电学定标探测器是一种具有Table1Themainerrorsof7GLTA-004#duetooptical-electricalnonequivalence特殊结构的热释电探测器，其光敏元表面覆盖的吸序号误差源误差大小修正系数收膜既能吸收光辐射，又能作为电加热电阻，光辐1响应的不均匀度1.11%—射加热和电加热都能使器件产生热释电信号，芯片MWCNTs表面2.22%～1.022

8、7～2结构见图1。芯片材料采用LiTaO3，尺寸为14mm×反射损失3.60%1.037418mm，光敏元尺寸为10mm×10mm，晶片