光電探測(cè)器或者積分球/探測(cè)器系統(tǒng)“校準(zhǔn)問題”

對(duì)光電探測(cè)器或者積分球/探測(cè)器系統(tǒng)（如2520INT型積分球）進(jìn)行校準(zhǔn)意味著：對(duì)于在具體波長(zhǎng)給定的光輸入功率，確定探測(cè)器系統(tǒng)預(yù)期產(chǎn)生的光電流。這稱作探測(cè)器系統(tǒng)的響應(yīng)度，并由TA/W(安培/瓦)單位來表示。遺憾的是，光電二極管的響應(yīng)度隨著波長(zhǎng)而變化，因此，這個(gè)校準(zhǔn)必須在感興趣范圍內(nèi)接近的波長(zhǎng)間隔進(jìn)行。圖1是2520INT型積分球典型的響應(yīng)度或校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)是針對(duì)整個(gè)積分球/探測(cè)器系統(tǒng)進(jìn)行的，因此，積分球的衰減效應(yīng)要考慮在內(nèi)。

圖1 2520INT積分球典型響應(yīng)度值

通常，校準(zhǔn)是在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行的，因此，傳統(tǒng)光源是采用鹵素?zé)舻膯紊忡R，其光譜包括從可見光到紅外的波長(zhǎng)。單色光鏡的衍射光柵起到濾波器的作用，只允許某個(gè)波長(zhǎng)頻段的光通過輸出狹縫。對(duì)于響應(yīng)度校準(zhǔn)目的，這個(gè)帶通設(shè)置為大約5nm。校準(zhǔn)是在測(cè)試條件下根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）可追蹤參考探測(cè)器對(duì)探測(cè)器進(jìn)行比較。目前，校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室和NIST只提供連續(xù)波模式下的響應(yīng)度校準(zhǔn)。NIST現(xiàn)在不提供采用脈沖源的探測(cè)器響應(yīng)度校準(zhǔn)服務(wù)。

當(dāng)使用連續(xù)波校準(zhǔn)探測(cè)器對(duì)脈沖源進(jìn)行絕對(duì)功率測(cè)量時(shí)，重要的是，要清楚針對(duì)連續(xù)波和脈沖輸入信號(hào)的探測(cè)器響應(yīng)度可能有所不同，特別是在短脈寬時(shí)。光電流脈沖受到來自激光器的光脈沖以及探測(cè)器系統(tǒng)對(duì)該脈沖響應(yīng)度的影響。圖2給出相同激光器針對(duì)兩個(gè)具有相似上升時(shí)間的不同類型探測(cè)器而輸出的脈沖形狀。

圖2 在使用相同激光器和驅(qū)動(dòng)電流情況下，具有相同工作區(qū)的兩個(gè)不同探測(cè)器的脈沖形狀比較(脈寬10µs)。注意，光電流振幅差異主要是因?yàn)樘綔y(cè)器-激光器位置。為了便于比較響應(yīng)時(shí)間，其Y軸刻度是相同的。

圖3給出兩個(gè)不同激光器針對(duì)相同探測(cè)器系統(tǒng)和同樣設(shè)置而輸出的不同脈沖形狀。光電流脈沖形狀不僅取決于探測(cè)器系統(tǒng)的響應(yīng)，而且取決于激光器輸出的脈沖 形狀，這反過來又取決于源電流脈沖以及激光器響應(yīng)時(shí)間。

圖3 具有相同探測(cè)器系統(tǒng)的兩個(gè)不同激光器的光電流脈沖形狀(脈寬10µs)。