[发明专利]一种阵列太赫兹探测器响应度参数的标定方法和装置

说明书

本发明提供了一种阵列太赫兹探测器响应度参数的标定方法和装置。本发明所述装置至少包括太赫兹发射模块、太赫兹接收模块、二维平移装置、光学镜片组、数据采集处理和显示模块等五部分。本发明的阵列太赫兹探测器响应度参数的标定方法和装置使用标准单像元探测器对比的定标方法，可以对阵列太赫兹探测器实现精确定标，降低量值传递的不确定度，并通过在波路中加入监视探测器，消除波源稳定性对于传递结果的影响，使标定结果更准确。

技术领域

本发明属于测试计量技术领域，涉及一种阵列太赫兹探测器响应度参数的标定方法和装置。

背景技术

太赫兹(THz,1THz＝10¹²Hz)辐射泛指波长在30μm～3mm区间，电磁辐射频率在0.1～10THz这个区间，它是位于电磁辐射区域内毫米波与红外光之间的一种波。结合了光子学与电子学这两大学科特色的太赫兹，不仅在物理、化学、生物这几个领域，更在材料、天文、医学等领域中都具有极其重要的应用价值和十分庞大的运用潜能。长期以来，因为太赫兹缺少能够有效生产和检测的方式，因此与传统的微波技术、光学技术相比而言，人们对太赫兹波段电磁辐射性质的认识相对来说要少许多，从而导致太赫兹波段成为了电磁波谱中的空白。因此，限制太赫兹技术的发展和广泛应用的主要原因之一是缺乏有效的测量方法和测量仪器，太赫兹计量仪器量值很难溯源，测量的准确度和有效性较难评估。

响应度参数是描述器件光电转换能力的物理量，也是决定阵列太赫兹探测器性能的一个非常重要的指标。近年来，关于太赫兹探测器的标定在国际上引起了相关的关注，2009年，Steiger及其在PTB的同事对低温辐射计进行了太赫兹辐射测量的可溯源测量，然后将太赫兹辐射测量追溯到了国际单位制(SI)，在国际上首次实现了2.5THz频率处太赫兹辐射度的量值溯源，但是低温辐射计辐射吸收腔在太赫兹波段的腔体吸收率无法准确评估，因此只给出了7.3％的合成不确定度(包括因子k＝1)。2011年，美国标准技术研究院的John Lehman等发现，随着碳纳米管长度的增加，反射率随之降低，利用1.5mm高垂直生长的碳纳米管阵列在0.76THz频率处实现了99％的吸收率。然而在太赫兹波段，他们只给出了0.76THz频率处的测量结果。2013年，中国计量科学研究院邓玉强等人研制了一种混合涂层，在太赫兹宽波段范围内吸收率高，并且易于制备，通过此涂层作为吸收材料制成的标准探测器有利于将太赫兹辐射追溯至SI。

目前太赫兹探测器的计量存在局限性，太赫兹探测器的计量多采用标准光源定标方法，由于其光源自身不确定度较高，且在定标过程中易引入一些无法准确测量的不确定度因素。因此，为进一步提高定标精度，提供一种使用标准单像元探测器对比定标方法的阵列太赫兹探测器响应度参数的标定方法和装置实属必要。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明的目的在于提供一种阵列太赫兹探测器响应度参数的标定方法和装置，可以对阵列太赫兹探测器实现精确定标，降低量值传递的不确定度。

为达到上述目的，本发明提供一种阵列太赫兹探测器响应度参数的标定方法和装置。

一种阵列太赫兹探测器响应度参数的标定装置至少包括太赫兹发射模块、太赫兹接收模块、二维平移装置、光学镜片组、数据采集处理和显示模块等五部分。

所述太赫兹发射模块至少包括单频太赫兹源和驱动电源，将所述单频太赫兹源与所述驱动电源连接，用于将所述单频太赫兹源在所述驱动电源驱动下辐射出单频太赫兹波。

所述太赫兹接收模块至少包括标准单像元探测器、待测阵列探测器和监视探测器，所述标准单像元探测器以中国计量科学研究院自主研制的在太赫兹波段具有宽带的、高吸收率的SiC颗粒混合涂层作为吸收材料而制造，用于作为计量标准实现量值溯源。所述监视探测器分别与所述标准单像元探测器和所述待测阵列探测器进行同时测量，用于消除太赫兹波源稳定性对于传递结果的影响。