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光电探测器相对光谱.响应度的测试.ppt

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光电探测器相对光谱响应度的测试
光谱响应度是光电探测器的基本性能参数之一,它表征了 光电探测器对不同波长入射辐射的响应。 通常热电探测器的光谱响应较*坦,而光子探测器的响应 却具有明显的选择性。
一、实验目的
1、加深对光敏二极管、光敏三极管、光电池、光敏电阻原 理的理解; 2、加深对光谱响应度概念的理解; 3、掌握光谱响应度的测试方法; 4、掌握热释电探测器、光敏二极管、光敏三极管、光电池、 光敏电阻的使用。
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二、实验原理

光谱响应度R(l)是光电探测器对单色辐射的响应能力,通

常有两种表示方式。即电压光谱响应度Rv(l)和电流光谱响 应度Ri(l)。

电压光谱响应度Rv(l)定义为在波长为l的单色辐射功率的

照射下,光电探测器输出的信号电压

Rv

?

l

?

?

V ?

?l ?l

? ?

电流光谱响应度Ri(l)定义为在波长为l的单色辐射功率的照

射下,光电探测器输出的信号电流

Ri

?l

?

?

I ?l? ??l?

式中Φ(l)为波长l时的入射光功率;V(l)为光电探测器在l

射辐射功率Φ(l)作用下的输出电压信号;I(l)则为输出用电

流表示的输出信号电流。

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典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线
在实际应用中,大多数情况最关心探测器的相对光谱响应 度。本实验采用标准探测器法(本实验选择光电三极管做 标准探测器)测量探测器的相对光谱响应度,即用已经标 定好相对光谱响应度的标准探测器先得到在波长为l时的探 测器的输出电流I标(l)(本实验采用光电三极管作为标准探 测器),再利用被测探测器探测得到在波长为l时的探测器 的输出电流I(l)。
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因为已知标准探测器在波长为l时的相对光谱响应度R标(λ

l),所以由

R标

?l?

?

I标 ?l? ??l?

R

?l

?

?

I ?l? ??l?

可得

R?l?

?

I ?l? I标 ?l?

R标

?l?

在全光谱范围内进行规一化处理;找到全光谱范围内R(l)

的最大值max,然后就可以得到在波长为l时的探测器的相

对光谱响应度的值:
R相对 ?l ? ?

I ?l? I标 ?l?

R标

?

l

?

max

在实际测量时,每个探测器输出的光电流都要经过I-V变换 为电压信号,即计算机采集到的是电压信号,软件的数据 处理过程中,将此电压信号除以反馈电阻值就是光电探测 器响应的电流I(l)。
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三、实验装置
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四、实验步骤

1、打开光源开关,将单色仪入射狭缝S1的大小调到1mm,调整聚光镜的位置,使光源发 出的光经会聚后准确投射到狭缝S1处;

2、把装有标准探测器(光电三极管)的模块放在单色仪出射狭缝后的套筒内,并用旋钮 将其固定;

3、在控制面板上,把标准探测器光电三极管模块所带数据线的红色插头插在图12-3中的 孔1中,黑色插头插在孔2中,选择10K的电阻插在孔4和5上;

4、接通仪器总电源;

5、调整单色仪出射狭缝大小为0.5mm;

6、运行软件,选择“探测器光谱响应”标签页,点屏幕右下角的“启动单色仪”,单色 仪初始化完成后,在“波长扫描目标位置”框中输入370nm,然后点击“扫描”,待单色 仪扫描到370nm后,点击左侧的“采集数据”(此按键有自动按现在单色仪的目标位置以 波长扫描间距为步长增加波长的功能),数据采集将从380nm开始采集数据;

7、更换被测探测器:光敏二极管、光敏电阻、硅光电池,把单色仪扫描到370nm位置,

重复以上步骤,注意在步骤3中,光敏二极管、光敏电阻各自模块所带数据线的红色插头 插在图14-4中的孔1中,黑色插头插在孔2中;光敏二极管在孔4和5上插500K电阻,光敏 电阻在孔4和5上插1K电阻;硅光电池的红色插头插在图14-4中的3,黑色插头插在其中的 2,4和5上插500K的电阻。对于被测探测器在软件上最好需要按“数据归一化”按钮;

8、数据采集完之后按“数据归一化”按钮,得到相对光谱响应度,屏幕右侧显示出相对

光谱响应度随波长的变化曲线。

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