[发明专利]一种基于光通量倍增法的红外探测器非线性测量方法和测量装置

说明书

本发明涉及一种基于光通量倍增法的红外探测器非线性测量装置和测量方法，测量装置包括光通量倍增光阑组、挡板、外置红外光学系统和标准红外辐射源。所述测量方法通过半开和全开光阑实现红外辐射源光通量的倍增，被测红外探测器测量获得在上述测量条件下红外辐射源的光通量，通过挡板测量并消除红外辐射源外部的杂散辐射，将上述红外探测器测量得到的输出信号基于光通量倍增法得到该红外探测器响应非线性，该测量方法具有在理论上严格满足探测器非线性原理的特点，实际操作便捷，可以精确、有效的获得红外探测器在宽亮度范围上响应的非线性特征。

技术领域

本发明涉及非线性测量领域，尤其是一种基于光通量倍增法的红外探测器非线性测量方法和测量装置。

背景技术

辐射测量法基于国际温标规定由普朗克公式进行定义。对于目前红外波段上的辐射测量研究，已拓展至宽温区测量。即基于普朗克公式，其温区对应的辐射亮度已跨越多个数量级。红外探测器作为红外辐射接收设备，其响应度存在非线性，且相比于可见光波段的探测器，通常具有较明显的非线性特征。

在宽动态范围红外辐射测量中对测量的影响可达1％量级。非线性通常归因于探测器及关联放大电路的非理想特性，随着测量精度的提高，把对红外探测器非线性测量属于对红外探测器性能评价的必要的步骤。

因此，对于高精度测量而言，亟需进行精确的刻画与标定，以减小红外辐射测量的不确定度。

发明内容

本发明提供了一种基于光通倍增法的红外探测器非线性测量方法和测量装置，已具有良好温度准确性和稳定性的标准黑体为红外辐射源，通过改变在相同温度下入射到红外探测器的光通量，定量获得在宽温区、特定波长下红外探测器的非线性特征。本发明在测量原理上，严格满足探测器非线性定义；在操作方法上，具有快速简便的特点，且可有效抑制反射影响。这亦是当前对于红外探测器非线性测量提出的必要需求。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明提供了一种基于光通量倍增法的红外探测器非线性测量装置，其包括：

冷却杂散辐射屏蔽仓，在所述冷却杂散辐射屏蔽仓的仓体两侧设置有第一透光口和第二透光口，笼式光学元件固定结构，其位于所述冷却杂散辐射屏蔽仓中；光通量倍增光阑组，所述光通量倍增光阑组设置于所述笼式光学元件固定结构中，该光通量倍增光阑组包括至少一个光阑；标准黑体辐射源，所述标准黑体辐射源位于所述第一透光口的外侧；红外探测器，所述红外探测器位于所述第二透光口的外侧；红外光学系统，所述红外光学系统和所述光通量倍增光阑组位于所述笼式光学元件固定结构中。

其中，所述红外系统包括双离轴反射镜，所述双离轴反射镜包括第一离轴反射镜和第二离轴反射镜。

其中，所述标准黑体辐射源为深腔结构，腔体材料为烧结碳化硅，工作温度区间200-1000℃。

其中，所述光通量倍增光阑组包括全开光阑、左侧半开光阑和右侧半开光阑，光阑表面涂有低反射特征黑漆。

其中，进一步包括挡板，所述挡板为表面全部涂黑且不透明的金属，通过光阑槽内嵌安装和固定。

其中，光通量倍增光阑由光阑槽安装固定，所述光阑槽为3/4圆形。

本发明提供了采用上述非线性测量装置的红外探测器非线性测量方法，其特征在于：

使用被测红外探测器测量标准黑体辐射源通过全开光阑的光通量；

使用被测红外探测器分别测量标准黑体辐射源通过两个半开光阑的光通量；

使用挡板对标准黑体辐射源进行遮挡，测量环境杂散辐射光通量；

通过测量得到的红外探测器输出信号得到该探测器的非线性。