一種紫外焦平面陣列響應(yīng)特性測試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種紫外焦平面陣列響應(yīng)特性測試裝置，還涉及一種紫外焦平面陣列響應(yīng)特性測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當今的光電子技術(shù)，已經(jīng)延伸到了波長在10nm-400nm的紫外光區(qū)域。與此同時，紫外探測器及相關(guān)技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。在軍用和民用方面，紫外探測技術(shù)都有很高的應(yīng)用價值。軍事上，紫外探測技術(shù)可以應(yīng)用于導彈制導、導彈預警、紫外通信等領(lǐng)域；民用上，紫外探測技術(shù)可以應(yīng)用于燃燒工程、紫外水凈化處理中的紫外線測量、火焰探測等領(lǐng)域。
[0003]經(jīng)過多年的發(fā)展，紫外探測器已經(jīng)從單元探測器發(fā)展到了陣列型的焦平面陣列(FPA)?？梢灶A見，在當今和未來的信息獲取領(lǐng)域，紫外焦平面陣列將扮演越來越重要的角色。紫外焦平面陣列的研制、生產(chǎn)、檢測和應(yīng)用都離不開紫外焦平面陣列特性參數(shù)的校準/測試。精確測量紫外焦平面陣列的各個特性參數(shù)，是準確評價焦平面陣列器件性能的前提，為材料選取、工藝改進、數(shù)據(jù)補償、光學系統(tǒng)設(shè)計、圖像處理提供指導，同時也是推斷紫外武器裝備效能的重要依據(jù)。因此，紫外焦平面陣列器件性能參數(shù)校準/測試對于器件設(shè)計制造者、成像裝備系統(tǒng)設(shè)計制造者以及器件使用者來說都具有非常重要的指導意義。
[0004]紫外焦平面陣列的響應(yīng)特性是其最基本的參數(shù)之一，現(xiàn)有裝置采用氙燈或氘燈作為光源，通過單色儀后產(chǎn)生單色光，直接照射到紫外焦平面陣列上進行噪聲、響應(yīng)率非均勻性、相對光譜響應(yīng)等參數(shù)的測試。該方案把單色儀狹縫的輸出光近似為均勻光，一方面光源的均勻性不夠高，造成測量結(jié)果精度低，會有較大的誤差；同時氘燈光源本身光功率較弱，會給測試帶來一定的不便。
[0005]此外，還有采用平行光管的方案來獲取面陣均勻光源，但這種方案依然存在均勻性不夠高的缺點，而且所用的裝置往往只能對特定的器件來進行測試。同時，對于響應(yīng)率等參數(shù)，目前尚未有對該參數(shù)的測試裝置。
[0006]綜上來看，目前尚沒有紫外焦平面陣列單色響應(yīng)率參數(shù)的測試裝置，比較常見的是非均勻性參數(shù)的測試，測試參數(shù)較為單一;而且現(xiàn)有裝置往往只是針對特定響應(yīng)波段、特定陣列規(guī)模的器件，適用性不強

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種紫外焦平面陣列響應(yīng)特性測試裝置及方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0009]—種紫外焦平面陣列響應(yīng)特性測量裝置，包括:連續(xù)譜紫外積分球、單色LED積分球、激光導入積分球、擴束鏡、標準探測器、二維平移臺、固定平臺、遮光暗箱、光源、激光穩(wěn)功率系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)；
[0010]連續(xù)譜紫外積分球、單色LED積分球、激光導入積分球的輸出口通過遮光暗箱的開孔連接到遮光暗箱上，其中，連續(xù)譜紫外積分球和遮光暗箱直接相連，單色LED積分球、激光導入積分球經(jīng)過擴束鏡之后和遮光暗箱相連；
[0011 ]遮光暗箱內(nèi)放置二維平移臺和探測器的固定平臺；
[0012]光源I對應(yīng)于連續(xù)譜紫外積分球，采用氘燈和紫外LED共同發(fā)光;光源2對應(yīng)于單色LED積分球，采用單色紫外LED發(fā)光;激光導入積分球采用紫外激光器光源，并通過激光功率穩(wěn)定系統(tǒng)后進入到激光導入積分球中。
[0013]本發(fā)明的紫外焦平面陣列響應(yīng)特性測量裝置，還包括穩(wěn)定性監(jiān)視設(shè)備，在連續(xù)譜紫外積分球、單色LED積分球、激光導入積分球上面分別布置了監(jiān)視光電二極管探測器，光電二極管探測器將光學信號轉(zhuǎn)換為電流信號，通過IV轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電壓信號，計算機通過USB接口遠程控制數(shù)據(jù)采集卡，測量電壓信號實現(xiàn)紫外積分球參考光源輻射特性的監(jiān)視。
[0014]可選地，所述光源2為LED發(fā)光單元，有兩種:其中一種峰值波長為365nm，其光功率達到900mW;另外一種峰值波長為280nm，其光功率達到90mW;對365nm波長點和280nm波長點進行響應(yīng)率標定。
[0015]可選地，所述擴束鏡f/#設(shè)計為2.5，出光口設(shè)計直徑為50mm，擴束鏡焦距為250mm，光源的發(fā)散角約為2.86°。
[0016]可選地，所述激光導入積分球采用球內(nèi)旋轉(zhuǎn)漫射板對激光產(chǎn)生的散斑進行去除，外部激光通過激光導入積分球下方的一個反射鏡導入到激光導入積分球內(nèi)部的漫反射板上，反射鏡安裝在三維平臺上;在激光導入積分球上安裝微型直流電機，電機帶動漫射板旋轉(zhuǎn)，外部激光入射在旋轉(zhuǎn)漫射板上，用步進電機帶動漫射板旋轉(zhuǎn)，通過控制發(fā)送脈沖的速度調(diào)節(jié)漫射板的轉(zhuǎn)速。
[0017]可選地，所述氘燈的散熱通過散熱風扇風冷實現(xiàn)，連續(xù)譜紫外積分球和單色LED積分球上安裝的LED發(fā)光單元通過溫控制冷。
[0018]可選地，采用壓縮機制水冷方式進行散熱溫控，循環(huán)水在冷水機里進過制冷溫控輸出，依次通過LED發(fā)光單元散熱組件，最后返回冷水機里面進行冷卻溫控處理，形成溫控閉環(huán)。
[0019]可選地，LED直接貼裝焊接在銅基板上，銅基板背面涂抹高散熱性硅脂，然后壓裝在水冷塊上面，水冷塊中間設(shè)計蛇形水槽。
[0020]可選地，所述遮光暗箱前端開有三個積分球入光開孔，箱體整體采用兩半、斜開合結(jié)構(gòu)、金屬合頁連接方式;箱體兩側(cè)有大方開孔，以便于側(cè)面的操作和觀察，采用平移側(cè)門的方式，測量時請將側(cè)門處于關(guān)閉狀態(tài)，側(cè)面還有電纜出線的開孔，也有蓋板遮擋開孔。
[0021]基于上述裝置，本發(fā)明還提供了一種紫外焦平面陣列響應(yīng)特性測量方法，實際工作時，被測探測器或者標準探測器放置在二維平移臺的支架上，并和積分球輸出口保持一定距離；調(diào)整位移臺，使探測器正對積分球的輸出口；當進行響應(yīng)率參數(shù)的測量時，探測器放置在單色LED積分球或激光導入積分球的前方;積分球出射光分別被標準探測器和被測探測器接收后，將測試數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機；當進行響應(yīng)率非均勻性、噪聲參數(shù)測量時，被測探測器放置在連續(xù)譜紫外積分球正前方，積分球出射光被被測探測器接收后，將測試數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023](I)測量參數(shù)全，測試的覆蓋范圍廣:能夠?qū)ψ贤饨蛊矫骊嚵袉紊憫?yīng)率、響應(yīng)率非均勻性、噪聲等參數(shù)進行測試；同時LED光源和激光器配合使用，提供了多種波長的單色光源，能夠滿足不同類型、不同響應(yīng)波段的探測器的測試;積分球較大的輸出口徑也能滿足大面陣紫外焦平面陣列的測量；
[0024](2)測量精度高:采用積分球系統(tǒng)提供均勻紫外光輻射，同時擴束器的使用及合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使光源的非均勻性能夠達到1%以內(nèi)；激光導入積分球前加入了紫外激光功率穩(wěn)定系統(tǒng)，更能提尚光源的均勾性和穩(wěn)定性；
[0025](3)穩(wěn)定性好:為積分球光源設(shè)計了制冷溫控系統(tǒng)，同時為了進一步監(jiān)視紫外積分球參考光源的輻射特性，設(shè)計了穩(wěn)定性監(jiān)視系統(tǒng)，這樣能夠保證測量裝置有較高的穩(wěn)定性；
[0026](4)操作簡便。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通