[发明专利]一种探测器探头、光功率计以及光功率测量方法

说明书

本发明公开了一种探测器探头、光功率计以及光功率测量方法，提供了一种能够消除环境影响的探测器探头和光功率计及光功率的测量方法，光功率计包括探测器和功率计主机两大模块，探测器包括依次连接的探测器探头、差分I/V转换模块、A/D转换模块、CPU及接口转换电路；功率计主机包括与主板CPU连接的键盘、显示屏、温度压力采集模块、电源模块以及第二接口转换电路，第一接口转换电路的输出端与第二接口转换电路的输入端连接，主板CPU内部存储有其光功率计探测器的经过校准的光谱响应度数据库和若干个已知光源经过校正的特征波长参数及光功率计算公式，测量结果准确，能够排斥功率测量过程中的噪声干扰，提高了检测精度且兼容性好。

技术领域

本发明属于光功率测试设备技术领域，具体涉及一种探测器探头、光功率计以及光功率测量方法。

背景技术

光功率计是测量入射光的辐射能功率及功率密度，检测入射光强弱的一种精密光学测量仪器，广泛应用于太阳辐射、人造光源、光化学及光物理测试等技术领域，是测试光功率、光辐射特性必不可少的测量仪表。

光电型探测器主要有光电倍增管和光电池及光电二极管。光电池及光电二极管的光功率计由于受到暗电流的影响，误差较大。光功率探测器根据其光谱响应特性，即对不同波长入射光的响应特性，可以分为中性(非选择性)和非中性(选择性)探测器。一般光电型探测器是非中性的，对不同波长的入射光的响应是不一致的，其整体灵敏度较高；而光热型探测器大多为中性探测器，但是灵敏度较低，不适于微弱光的检测。目前的光功率计主要存在以下缺陷：一是在测量过程中容易受到由其他所有因素(诸如热噪声和其他噪声影响)引起的相应的电流变化，导致测量结果不够准确，二是波谱可选择性差，只能针对单一波长光源或者经过实验校正的特定光谱进行相对精确的测量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种探测器探头、光功率计以及光功率测量方法，通过设置受光面光电池和背光面光电池，以及差分I/V转换模块，将两个光电池的输出差分处理来实现暗电流补偿的效果，结果准确，能够很好的排斥功率测量过程中的噪声干扰，提高了检测精度。

为达到上述目的，本发明所述一种探测器探头包括探头壳体、光电池模块和余弦校正器，光电池模块设置在探头壳体内，余弦校正器设置在受光面光电池上方，光电池模块包括电路板和分别设置在电路板上下两侧的受光面光电池和背光面光电池，受光面光电池和背光面光电池的输出端均与电路板连接，电路板上设置有输出线。

进一步的，受光面光电池和背光面光电池完全相同，且受光面光电池的受光面朝上，背光面光电池的受光面朝下。

进一步的，受光面光电池和背光面光电池为硅光电池、硫化镉光电池或红外光电池。

进一步的，所述光功率计包括探测器和功率计主机两大模块，探测器包括依次连接的探测器探头、差分I/V转换模块、A/D转换模块、CPU及接口转换电路；功率计主机包括与主板CPU连接的键盘、显示屏、温度压力采集模块、电源模块以及第二接口转换电路，第一接口转换电路的输出端与第二接口转换电路的输入端连接，主板CPU内部存储有其光功率计探测器的经过校准的光谱响应度数据库和若干个已知光源经过校正的特征波长参数，以及计算光功率的公式。

进一步的，主板CPU内置的公式包括：

光量子数密度(mmol/cm²/h)＝3.009365×10^-5×光功率密度(mW/cm²)×λ(nm)；

上式中：K＝1/R，R为光谱响应度，3.009365×10^-5为换算系数、λ为待测光源特征波长。