基于低温辐射计的InGaAs陷阱探测器高精度光辐射定标研究

介绍了以InGaAs陷阱探测器作为传递探测器,基于低温辐射计的高精度光辐射定标和标准传递实验与研究。在红外(944-1589nm)三个波长初步给出了InGaAs陷阱探测器绝对光谱响应率定标结果。InGaAs陷阱探测器绝对光谱响应率的联合不确定最大为0.655%,最小为0.026%。     

不确定度优于0.035%的绝对光谱响应率标准探测器

讨论了由无窗硅光电二极管构成的反射式陷阱探测器的设计方案和工作原理 ,通过实验测试证明它具有良好的线性、空间响应均匀性、偏振非敏感性和稳定性。在可见波段的7个激光波长上（488nm-786nm),通过低温辐射计标定了陷阱探测器的绝对光谱响应率,不确定度小于0.035%,比现有的标准辐射源的精度提高了约2个量级,证明其可以作为高精度的绝对光谱响应率标准探测器。     

阵列探测器对斜入射激光的功率测量不确定度

为了对斜入射情况下的激光功率进行准确测量,采用了对阵列探测器的功率响应度依角度进行修正的方法。推导了依赖于光源位置、阵列探测器位置和阵列探测器姿态角的激光光线方向余弦和入射角的数学表达式,推导了光线方向余弦和入射角的测量不确定度表达式以及阵列探测器功率修正因子的不确定度表达式,并根据功率表达式进一步推导了功率测量不确定度表达式。由此建立了斜入射情况下激光功率阵列探测器测量方法及功率测量不确定度评定的一套较完整的方法。以典型参数为例,计算了斜入射下阵列探测器测量激光功率的不确定度,结果表明采用修正方法可显著减小激光功率测量不确定度。     

阵列探测器对斜入射激光的功率测量不确定度

为了对斜入射情况下的激光功率进行准确测量,采用了对阵列探测器的功率响应度依角度进行修正的方法。推导了依赖于光源位置、阵列探测器位置和阵列探测器姿态角的激光光线方向余弦和入射角的数学表达式,推导了光线方向余弦和入射角的测量不确定度表达式以及阵列探测器功率修正因子的不确定度表达式,并根据功率表达式进一步推导了功率测量不确定度表达式。由此建立了斜入射情况下激光功率阵列探测器测量方法及功率测量不确定度评定的一套较完整的方法。以典型参数为例,计算了斜入射下阵列探测器测量激光功率的不确定度,结果表明采用修正方法可显著减小激光功率测量不确定度。     

近红外高精度光辐射标准探测器的实验研究

在594nm和785nm两个波长上,用以低温辐射计标定过的陷阱探测器作为基准,对两个响应未知的陷阱探测器进行了绝对标准的传递。为此建立了一种辐射定标的新型测量光路,估算和分析了在光路调整时影响测量精度的关键环节,其中包括光功率传输效率以及光路色散效应的影响。分析了在传递过程中各主要环节的不确定度,总传递不确定度小于0 045%。     

光电探测器直线性检测及数据处理

本文介绍了利用汉光阑法测量半导体光电探测器直线性的方法、装置,并着重介绍了用于抑制光源功率波动影响的数据处理技术和用于参考.点选择的数据处理方法.这些技术有效地提高了系统的测量重复性和准确度.     

高精度光谱辐射标准探测器的温度特性研究

高精度辐射定标技术是现代空间遥感的主要支撑技术之一。基于滤光片辐射计的新型光辐射标准探测器在野外、机载和星上高精度辐射定标中具有广阔的应用前景。温度特性是工程应用中影响标准探测器绝对精度和稳定性的一项关键因素。在20～60℃的宽温度范围内,对基于硅陷阱探测器的滤光片辐射计温度特性进行了系统测试和定量研究,在所获取的完备的实验数据基础上设计并研制了一套精密温控系统。实验结果显示在加入精密温控后,滤光片辐射计的温度系数降低了约一个数量级,从而有利于在不同温度工作平台上保持标准探测器的高精度。     

GaAs IMSM光电探测器及其与FET的单片集成研究

采用S.I.GaAs衬底上MBE生长的两层结构外延材料制作了IMSM-PD并与采用离子注入材料制作的IMSM-PD的特性进行了比较,结果表明采用MBE材料的器件特性较优,在5V偏置电压下暗电流小于1nA。已将IMSM-PD与MESFET放大电路进行了单片集成构成光接收器。     

光斑环围参量阵列测试法的测量不确定度

为评定光斑环围参量（包括环围功率和环围尺寸）阵列测试法的测量不确定度,给出了环围参量一般形式的定义和连续形式的计算表达式,归纳并比较了阵列测试法下光斑环围参量的3种常用计算方法,即近似环围功率法、准确环围功率法和等效环围尺寸法,给出了零阶近似下环围参量离散形式的计算表达式。根据不确定度传递律,推导了基于等效环围尺寸法的环围参量测量不确定度的一般表达式,讨论了常见简化条件下的环围参量测量不确定度表达式。建立了光斑环围参量计算及其不确定度评定的一套较完整的方法。以强度为高斯分布的光斑为例,得到了简化条件下的环围参量测量不确定度的解析表达式,并用数值模拟法验证了其正确性。     

光斑环围参量阵列测试法的测量不确定度

 为评定光斑环围参量（包括环围功率和环围尺寸）阵列测试法的测量不确定度,给出了环围参量一般形式的定义和连续形式的计算表达式,归纳并比较了阵列测试法下光斑环围参量的3种常用计算方法,即近似环围功率法、准确环围功率法和等效环围尺寸法,给出了零阶近似下环围参量离散形式的计算表达式。根据不确定度传递律,推导了基于等效环围尺寸法的环围参量测量不确定度的一般表达式,讨论了常见简化条件下的环围参量测量不确定度表达式。建立了光斑环围参量计算及其不确定度评定的一套较完整的方法。以强度为高斯分布的光斑为例,得到了简化条件下的环围参量测量不确定度的解析表达式,并用数值模拟法验证了其正确性。     

单摆实验中不等精度测量的不确定度分析

以单摆测重力加速度的实验数据处理为例,运用“加权平均”法对不等精度测量的不确定度进行处理,从而使最终测量结果更具合理性和准确性.     

细菌视紫红质生物膜光电探测器

细菌视紫红质是一种光能存储与能量转换的生物膜蛋白质分子在光作用下，参产生极为迅速的电荷分离和蛋白质电响应信号，这种光电信号不同于一般无机光电材料的光电响应特征。用电泳法在ＩＴＯ导电玻璃上沉积出定向细菌视紫红质薄膜，与铜电极构成夹细菌视紫红薄膜和导电凝胶结构的光电探测器。     

Reversible Measurement on Quantum States of Trapped-Ion Qubits

We consider reversible quantum measurement process with ultracold trapped ions. Two schemes will be proposed based on currently available experimental techniques. We also study the measurement process with electronic shelving amplification.     

硅基波导与GeSi／Si超晶格探测器之间光电集成器件的研制

用分子束外延法将ＧｅＳｉ／Ｓｉ超晶格结构生长在ｎ＾＋／ｎ Ｓｉ材料上，先后用反应离子刻蚀法形成探测器波志和硅脊波导，经适当工艺实现硅波导与ＰＩＮ探测器之间的光电集成，５Ｖ偏压下ＰＩＮ控制器的最小暗电流为０．８μＡ，最大光响应电流为２．７μＡ，最大总量子效率为１４％，工作波长为λ＝１．３μｍ。     

测量不确定度的评定与表示

测量不确定度和如何正确评定与表示，是个极其重要的问题，文章指出了研究不确定度的意义，介绍了不确定度的有关概念，按实际工作的测量模型，给出了标准不确定度Ａ类、Ｂ类评定的各种具体方法，提出了标准不确定度的俣成方法与展伸不确定度的给出方法，对不确定度评定与表示的程序进行了汇总，并举出了应用实例。     

减小测量误差的测量方法研究

从弥补仪器的缺陷和不确定度评定出发,得出减小测量误差的常用测量方法有：替代法、对称观测法、补偿法、差值法、交换法和累计放大法。     

结构光测量中的高精度相位误差补偿算法

在模拟分析投影仪伽马非线性对相位误差影响的基础上,提出一种直接分析投影光栅特征并建立相位误差查找表的算法.对相位误差进行补偿.该算法通过分析一组投射到标准白色平板上的光栅图像,确定光栅相位值与相位误差的对应关系,并量化存储在一个查找表中,测量过程中使用查找表对相位误差进行补偿.实验结果表明.该方法可大大降低由投影仪伽马非线性引起的相位误差,系统测量精度达到0.043 mm,比误差补偿前提高了5.6倍.     

稀土钐离子可见荧光量子产率的精确测试与计算

采用积分球配以CCD光谱测试系统,在蓝色半导体发光二极管激发下,对Sm3 掺杂的低声子能量、高折射率铋碲酸盐玻璃的荧光光谱进行测试。实现了荧光发射特性绝对评价为目的的绝对光谱功率分布测定,为发光与激光材料荧光发射特性的精确测量与表征提供了一种准确方法。荧光测试系统由直径为25.4cm的积分球配以CCD探测器组成,通过标准卤素灯定标,辅助卤素灯校正积分球内环境变化,解析出样品的绝对光谱功率分布,并进一步计算出光量子数分布,求得荧光量子产率等荧光特征参量。测试与计算结果表明,对应可见区Sm3 四个特征发射峰,总荧光量子产率为7.55%。     

调制度测量轮廓术的系统标定

调制度测量轮廓术是一种采用垂直测量方式的三维面形测量方法,可以测量表面有剧烈变化区域的复杂物体。提出了一种基于调制度测量轮廓术测量系统的标定方法,其纵向标定是利用几个相互平行的标定平面建立与CCD像面各像素点对应的测量高度与实际高度之间的映射关系,并利用映射关系确定每一像素点对应的映射关系系数,然后建立映射关系系数查找表,存人测量系统中,完成纵向标定。首先分析了测量系统的误差来源,然后给出了标定方法和标定过程,最后给出了实测结果。结果表明,利用提出的系统标定方法可以有效消除调制度测量轮廓术测量系统误差,显著地提高了系统测量精度。     

Bow-Tie光纤偏振特性的测试

本文叙述了测试Bow-Tie光纤的拍长和偏振隔离度的简单光学系统和计算方法.