光谱响应特性的测量

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第506页（1561字）

光谱响应度的定义如式9．6－2，测定光电探测器的输出比较容易，困难的是要知道射到接收面上的单色光的功率有多大。方法有如下两种，一种是用光谱辐射照度标准灯，加峰值波长为λ₀的干涉滤光片，这时单色辐射通量为

Φ_λ。=E(λ₀)·Δλ·τ(λ₀)·A (9．6－14)

式中 E(λ₀)是标准灯在接收面处提供的波长为λ₀的光谱辐射照度，Δλ和τ(λ₀)分别是干涉滤光片的通带半宽度和峰值透射率，A为接收面的面积。

另一种方法是用激光作为单色光源，其辐射功率(或通量)用绝对辐射计或其它已定标的激光功率计来测定。

在实际工作中，用得更多的是光电探测器的相对光谱响应度，测定相对光谱响应度时，常用单色仪对一个稳定的白光光源进行分光来提供单色辐射。这种单色辐射的相对强度可用热电探测器来测定，因为热电探测器在很宽的波长范围内的响应度基本上不随波长而变化，因此它的输出值就可以认为是单色辐射功率的相对值。但热电探测器的响应时间较长，灵敏度较低，使用不方便，因此常用一个已知相对光谱响应度的标准光电探测器来测定单色仪出射光的相对强度。若S₀(λ)为标准光电探测器的光谱响应度，i_s(λ)是它对单色光的输出，i_T(λ)是被检光电探测器对同一束单色光的输出，则被检探测器的光谱响应为

相对光谱响应度的实际测量装置，可分为两大类，一种是替代法，另一种是直接比较法。

在替代法中，先将被检的探测器置于单色仪出射的单色光照射之下，在整个波段内扫描测出i_T(λ)，然后用标准探测器代替被检的探测器、在同一波段内扫描测出i(λ)。为了减少在整个测量过程中光源不稳定性对测量结果的影响，在光路上加一个半透半反的分束片F，用一个辅助探测器监测光源的变化，对结果进行修正。图9．6－2是这种方法的光路布置。

图9．6－2 替代法原理示意图

直接比较法是通过某种双光束的构件将单色仪出射的单色光同时或瞬时交替地投射在被检探测器和标准探测器上，在整个波段扫描的过程中，同时获得i_T(λ)和i_S(λ)。图9．6－3所示是双方位反射镜的几种不同的光路布置，通过摆动反射镜M，使单色仪出射的单色光交替地射到待测探测器T和标准探测器S上。

图9．6－3 双方位镜的各种结构

【参考文献】：

［1］现代计量学概论，鲁绍曾主编，中国计量出版社，1987。

［2］现代计量测试技术，王江主编，中国计量出版社，1990。

［3］光度学，郝允祥等编着，北京师范大学出版社，1988。

［4］色度学，荆其诚等编着，科学出版社1979，。

［5］Principles Governing Photometry，Metrologia，19，97－101，1983．

［6］Accurate Measurement and Correction for Nonlinearities in Radiometers，J．Res．NBS，67A，1972．