光电探测器光谱响应度和响应时间的测量(刘1)
探测器光谱响应度的测量
探测器光谱响应度的测量⼀．探测器光谱响应度测量系统简介光电探测器是利⽤具有光电效应的材料制成的将光辐射信号转变成电信号的传感器。
⼤部分光电探测器在⼀定的光谱区域内具有较强的光谱选择性，所以光电探测器的光谱响应度在不同波长是不同的。
因此光谱响应度是表征光电探测器性能的⼀个重要参数指标。
另外，对于光电材料的科研⼯作，通过测量并分析光电材料的光谱响应度数据，可以进⼀步得出材料本⾝的各项特性（如掺杂浓度、晶格缺陷、吸收系数、少⼦扩散长度等）对于光电响应能⼒和量⼦效率的影响，从⽽对于优选材料、改进⼯艺具有指导性意义。
DSR100系列探测器光谱响应度测量系统，正是适应不断增长的材料科学对检测设备的需求⽽诞⽣的。
它结合了北京卓⽴汉光仪器有限公司给多家科研单位定制的光谱响应系统的特点和经验，采⽤国家标准计量⽅法进⾏测试，是光电器件、光电转换材料科研和检验的必备⼯具。
⼆．DSR100系列的特点◆◆宽光谱范围（200~2500nm 或1~14µm 可选），适⽤⾯⼴宽光谱范围意味着适⽤于各种不同样品，如响应在⽇盲区的深紫外探测器、响应在可见光的太阳能电池、响应在近红外的光纤传感器、响应在中远红外的红外光电传感器，都可以在DSR100上测量光谱响应度。
开机即⽤的Turnkey 系统设计，维护简单系统采⽤替代法的测量原理，设计成开机即⽤的turnkey 模式，⽤户不需要在实验前对系统进⾏复杂的调试，⽇常维护也⼗分简单。
替代法是⽬前国家计量单位测量探测器光谱响应度所采⽤的标准⽅法。
相⽐于传统的测试⽅法，替代法既简便，准确度⼜⾼，避免了许多系统误差的产⽣。
采⽤替代法，⽤户只需要定期对标准探测器进⾏定标即可，⽽传统⽅法需要定期对系统各个部件进⾏定标，包括光源、单⾊仪、光路系统中各个光学元件等，从⽽导致⽤户不得不拆分系统，标定好部件之后还要重新组装调试。
◆调制法测量技术，提升测量结果信噪⽐ DSR100系统采⽤调制法测量技术。
光电探测器的性能测试与分析
光电探测器的性能测试与分析一、引言光电探测器是一种重要的光电器件，其性能的优劣直接影响到光电仪器的使用效果。
因此，对于光电探测器的性能测试与分析具有重要意义。
本文将从光电探测器的性能测试方法、测试参数的选择、测试结果分析等多个方面进行详细探讨。
二、光电探测器的性能测试方法1. 光谱响应测试光谱响应测试是评估光电探测器对不同波长光的响应能力的重要方法。
常用的测试设备包括光源、光谱辐射计和系统软件等，通过调节光源的波长和强度，测量光电探测器在不同波长下的响应能力。
2. 响应时间测试响应时间是指光电探测器从接收到光信号到达稳定的响应状态所需的时间。
正确测试光电探测器的响应时间可以帮助评估其在高速光信号检测和快速数据采集等应用中的适用性。
常用的测试方法包括脉冲激励法和步阶激励法。
3. 暗电流测试暗电流是指光电探测器在没有光照的情况下产生的电流。
暗电流是评估光电探测器的敏感性能和噪声特性的重要参数。
测试时需要排除光源的影响，并通过调节环境温度等因素来控制暗电流的大小。
4. 噪声测试噪声是光电探测器输出信号中不希望的波动成分，会干扰信号的准确度和稳定性。
常见的噪声包括热噪声、暗噪声和自由噪声等。
噪声测试可以通过测量输出信号的功率谱密度来进行。
三、测试参数的选择在进行光电探测器的性能测试时，需要选择合适的测试参数。
首先，需要根据实际应用需求选择测试范围和测试精度。
其次，需要考虑光电探测器的工作原理、结构特点和材料特性等因素，选择合适的测试方法和测试设备。
最后，需要根据测试结果的应用场景，选择合适的性能指标进行评估。
四、测试结果分析在进行光电探测器的性能测试后，需要对测试结果进行分析。
首先，需要比较测试结果与规格书中的标准值是否一致，以验证光电探测器是否符合规格要求。
其次，需要分析测试结果的稳定性和可重复性，确定光电探测器的长期稳定性能。
最后，需要与其他同类产品进行对比分析，评估光电探测器在市场竞争中的优势和劣势。
光电探测器响应时间的测试
电缆接头 的色散 以及 示 波器 的分辨 时间。
在信 号 电缆 长 度 较 短 （ ＜２ ｍ） 时， 电缆
测 器响 应 实验 研 究［ Ｊ 】 ． 原 子 能 科 学 技 术 ２ ０ ０ ８ （ ９ ） ： ８ ３ ７ — ８ ４ １ ．
实线一 【 ２ ］高 爱 华 ， 刘 卫国， 吴威 ． 基 于 光 开 关 的 脉冲响应： 响 应落后 于 作 用信 号 的 现 象 长 度 对探 测 器 时 间 响 应 影 响 不大 。 光 电探 测 器 响 应 时 间 测量 ［ Ｊ 】 ． 半 导 体 光 称 为弛 豫 。 ２ ｍ； 虚 线一 ｌ ｍ； 点线一 ０ ． ５ ｍ
光 电探 测 器 在 单位 阶 跃 信 号 作用 下 的
同时 示 波 器带 宽 对 探 测 器 时 间响 应 影
电， ２ ０ ０ ８ （ ４ ） ： ｌ ８ ０ 一 ｌ ９ ０ ． 验， ２ ０ ０ ６ ， １ ９（ ３ ） ： ２ ９ － ３ ２ ． ［ ４ ］Ｄｅ １ ｇ ａ ｄ Ｏ — Ｐｉ ｎ ａ ｒ Ｍ， Ｚａ ｌ ｖｉ ｄ ｅ ａ Ｄ，
撂 测器的幅频特性确定其响应时间。 该文分析 了 光电探测器的响应度 不仅与信号光的波长有关 ， 而且 与信号光的调制频率有关， 在提 出 测量探
测器 响 应 时间 的 方法的 同时 分 析 了 误 差 的产生 原 因和 解决 办法 。
关键 词： 光电 探测器 响应时间 示波器
中图分类号 ： Ｔ
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ６ ７ ４ － ０ ９ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ １ （ ｂ ） － ０ ０ ０ １ — ０ １
光 电 系统 就 是 以光 波 作 为 信 息 和 能 量 ９ ０ ０ ｎ ｍ的 红 外发 光 管 和 可 见 光 （ 红） 发 光 源 调整 频 率 ， 那 么还 有 其 他哪 些 方法 可以 。 的载 体 而 实 现传 感 ” 传输 ” 探 测 等 功 能 的测 管 来 提 供 。 根 据需 要 ， 光 源 的 驱 动电源 有 脉 （ ２ ） 有 没 有 更 加 合 适 的 测 试 器 材 或 者 新 型 量系统。 可 以 认为 光 电系统 是 工 作 于 电磁 波 冲 和 正弦 波 两种 ， 并且 频 率 可 调 。
光电探测器的灵敏度与响应时间研究与探索
光电探测器的灵敏度与响应时间研究与探索哎呀，说起光电探测器，这可真是个有趣又重要的东西！你想想，在我们生活的这个科技飞速发展的时代，从智能手机的摄像头到太空望远镜，从医疗设备到自动驾驶汽车，到处都有光电探测器的身影。
我记得有一次，我参加了一个科技展览。
在那里，我看到了一个展示光电探测器应用的展台。
展示人员拿着一个小小的光电探测器模块，给我们演示它是如何工作的。
他用一束很微弱的光线照射在探测器上，旁边的仪器立刻就显示出了光线的强度和相关的数据。
我当时就特别好奇，这么小的一个东西，怎么就能这么灵敏地检测到光线的变化呢？这就不得不提到光电探测器的灵敏度啦。
灵敏度可是衡量光电探测器性能的一个关键指标。
简单来说，就是它能多敏锐地察觉到光的存在和变化。
比如说，在夜晚拍摄星空的时候，如果光电探测器的灵敏度不够高，那可能就捕捉不到那些微弱的星光，我们看到的星空照片就会是一片漆黑，啥也看不清。
但要是灵敏度高呢，就能把那些暗淡的星星都清晰地呈现出来，给我们带来美轮美奂的星空图。
那光电探测器的灵敏度到底是怎么实现的呢？这就得从它的工作原理说起。
光电探测器就像是一个超级敏感的“小眼睛”，当光线照射到它上面时，会引发一系列的物理和化学变化。
就好比是一场微小的“光的派对”，光子们和探测器内部的材料相互作用，产生了电流或者电压的变化。
而这个变化的大小，就决定了探测器的灵敏度高低。
为了提高光电探测器的灵敏度，科学家们可是绞尽了脑汁。
他们不断地研究和改进探测器的材料，寻找那些对光更加敏感的物质。
就像在一堆水果中，挑选出最甜、最饱满的那一个一样。
比如说，有些材料能够吸收更多的光子，转化效率更高；有些材料则能够在更低的光强度下就产生明显的响应。
除了材料，探测器的结构设计也很重要。
想象一下，一个精心设计的房子，每个房间的布局都恰到好处，通风采光都极佳。
光电探测器也是这样，合理的结构能够让光线更好地被接收和处理，从而提高灵敏度。
比如说，增加探测器的接收面积，就像给“小眼睛”戴上了一副大眼镜，能看到更多的光；或者优化内部的电路设计，让信号传输更加顺畅，减少损耗。
光电探测器特性测量实验实验讲义
光电探测器特性测量实验实验讲义大恒新纪元科技股份有限公司所有不得翻印光电探测器特性测量实验一、 引言光电探测器可将一定的光辐射转换为电信号，然后经过信号处理，去实现某种目的，它是光电系统的核心组成部分，其性能直接影响着光电系统的性能。
因此，无论是设计还是使用光电系统，深入了解光电探测器的性能参数都是很重要的。
通常，光电探测器的光电转换特性用响应度表示。
响应特性用来表征光电探测器在确定入射光照下输出信号和入射光辐射之间的关系。
主要的响应特征包括：响应度、光谱响应、时间响应特性等性能参数。
本实验内容主要是光电探测器性能参数测量和光电探测器的一般使用方法，并专门列举了几种常用的光电探测器的使用方法。
第一部分 光电探测器光谱响应度的测量光谱响应度是光电探测器的基本性能参数之一，它表征了光电探测器对不同波长入射辐射的响应。
通常热探测器的光谱响应较平坦，而光子探测器的光谱响应却具有明显的选择性。
一般情况下，以波长为横坐标，以探测器接收到的等能量单色辐射所产生的电信号的相对大小为纵坐标，绘出光电探测器的相对光谱响应曲线。
典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线如图1-1所示。
一.基本原理光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度()λRv 定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为()()()λλλP V Rv = （1-1） 而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示()()()λλλP I R i = （1-2） 式中，()λP 为波长λ时的入射光功率；()λV 为光电探测器在入射光功率()λP 作用下的输出信号电压；()λI 则为输出用电流表示的输出信号电流。
这里用响应度和波长无关的热释电探测器作参考探测器，测得入射光功率为()λP 时的输出电压为()λf V 。
若用f R 表示热释电探测器的响应度，则显然有()()f f f K R V P λλ=（1-3）这里f K 为热释电探测器前放和主放放大倍数的乘积，即总的放大倍数。
光电探测器特性测量实验实验讲义
光电探测器特性测量实验实验讲义大恒新纪元科技股份有限公司所有不得翻印光电探测器特性测量实验一、 引言光电探测器可将一定的光辐射转换为电信号，然后经过信号处理，去实现某种目的，它是光电系统的核心组成部分，其性能直接影响着光电系统的性能。
因此，无论是设计还是使用光电系统，深入了解光电探测器的性能参数都是很重要的。
通常，光电探测器的光电转换特性用响应度表示。
响应特性用来表征光电探测器在确定入射光照下输出信号和入射光辐射之间的关系。
主要的响应特征包括：响应度、光谱响应、时间响应特性等性能参数。
本实验内容主要是光电探测器性能参数测量和光电探测器的一般使用方法，并专门列举了几种常用的光电探测器的使用方法。
第一部分 光电探测器光谱响应度的测量光谱响应度是光电探测器的基本性能参数之一，它表征了光电探测器对不同波长入射辐射的响应。
通常热探测器的光谱响应较平坦，而光子探测器的光谱响应却具有明显的选择性。
一般情况下，以波长为横坐标，以探测器接收到的等能量单色辐射所产生的电信号的相对大小为纵坐标，绘出光电探测器的相对光谱响应曲线。
典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线如图1-1所示。
一.基本原理光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度()λRv 定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为()()()λλλP V Rv = （1-1） 而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示()()()λλλP I R i = （1-2） 式中，()λP 为波长λ时的入射光功率；()λV 为光电探测器在入射光功率()λP 作用下的输出信号电压；()λI 则为输出用电流表示的输出信号电流。
这里用响应度和波长无关的热释电探测器作参考探测器，测得入射光功率为()λP 时的输出电压为()λf V 。
若用f R 表示热释电探测器的响应度，则显然有()()f f f K R V P λλ=（1-3）这里f K 为热释电探测器前放和主放放大倍数的乘积，即总的放大倍数。
光电探测器参数测量
光电探测器特性测量实验实验讲义大恒新纪元科技股份有限公司版权所有不得翻印光电探测器特性测量实验一、 引言光电探测器可将一定的光辐射转换为电信号，然后经过信号处理，去实现某种目的，它是光电系统的核心组成部分，其性能直接影响着光电系统的性能。
因此，无论是设计还是使用光电系统，深入了解光电探测器的性能参数都是很重要的。
通常，光电探测器的光电转换特性用响应度表示。
响应特性用来表征光电探测器在确定入射光照下输出信号和入射光辐射之间的关系。
主要的响应特征包括：响应度、光谱响应、时间响应特性等性能参数。
本实验内容主要是光电探测器性能参数测量和光电探测器的一般使用方法，并专门列举了几种常用的光电探测器的使用方法。
第一部分 光电探测器光谱响应度的测量光谱响应度是光电探测器的基本性能参数之一，它表征了光电探测器对不同波长入射辐射的响应。
通常热探测器的光谱响应较平坦，而光子探测器的光谱响应却具有明显的选择性。
一般情况下，以波长为横坐标，以探测器接收到的等能量单色辐射所产生的电信号的相对大小为纵坐标，绘出光电探测器的相对光谱响应曲线。
典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线如图1-1所示。
一.基本原理光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度()λRv 定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为()()()λλλP V Rv = （1-1） 而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示()()()λλλP I R i = （1-2） 式中，()λP 为波长λ时的入射光功率；()λV 为光电探测器在入射光功率()λP 作用下的输出信号电压；()λI 则为输出用电流表示的输出信号电流。
这里用响应度和波长无关的热释电探测器作参考探测器，测得入射光功率为()λP 时的输出电压为()λf V 。
若用f R 表示热释电探测器的响应度，则显然有()()f f f K R V P λλ=（1-3）这里f K 为热释电探测器前放和主放放大倍数的乘积，即总的放大倍数。
(实验项目选一、选二)大恒讲义 GCS-GDTC光电探测器参数测量实验
光电探测器特性测量实验实验讲义大恒新纪元科技股份有限公司版权所有不得翻印光电探测器特性测量实验一、 引言光电探测器可将一定的光辐射转换为电信号，然后经过信号处理，去实现某种目的，它是光电系统的核心组成部分，其性能直接影响着光电系统的性能。
因此，无论是设计还是使用光电系统，深入了解光电探测器的性能参数都是很重要的。
通常，光电探测器的光电转换特性用响应度表示。
响应特性用来表征光电探测器在确定入射光照下输出信号和入射光辐射之间的关系。
主要的响应特征包括：响应度、光谱响应、时间响应特性等性能参数。
本实验内容主要是光电探测器性能参数测量和光电探测器的一般使用方法，并专门列举了几种常用的光电探测器的使用方法。
二.实验目的1.加深对光谱响应概念的理解；2.掌握光谱响应的探测方法；3.了解对光电探测器的响应度的影响因素；4.掌握测量探测器响应时间的方法第一部分 光电探测器光谱响应度的测量光谱响应度是光电探测器的基本性能参数之一，它表征了光电探测器对不同波长入射辐射的响应。
通常热探测器的光谱响应较平坦，而光子探测器的光谱响应却具有明显的选择性。
一般情况下，以波长为横坐标，以探测器接收到的等能量单色辐射所产生的电信号的相对大小为纵坐标，绘出光电探测器的相对光谱响应曲线。
典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线如图1-1所示。
一. 实验目的1.加深对光谱响应概念的理解；2.掌握光谱响应的探测方法；3.熟悉热释电探测器和硅光电二极管。
二.实验内容1.用热释电探测器测量钨丝灯的光谱辐射特性曲线；2.用比较法测量硅光电二极管的光谱响应曲线。
图1-1 典型光电探测器的光谱响应三.基本原理光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度()λRv 定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为()()()λλλP V Rv = （1-1） 而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示()()()λλλP I R i = （1-2） 式中，()λP 为波长λ时的入射光功率；()λV 为光电探测器在入射光功率()λP 作用下的输出信号电压；()λI 则为输出用电流表示的输出信号电流。
信息光学中的光电探测器的参数测试方法
信息光学中的光电探测器的参数测试方法信息光学是一门研究光的传输、处理和存储等信息相关问题的学科，而光电探测器则是信息光学研究中的重要组成部分。
光电探测器广泛应用于通信、光学成像、遥感等领域，准确测试光电探测器的参数对于技术的发展和性能的提升至关重要。
本文将介绍几种常用的光电探测器参数测试方法。
第一部分：响应时间测试方法光电探测器的响应时间是指探测器从光照射到电信号输出的时间间隔。
测量响应时间的方法有多种，其中一种常用的方法是脉冲法。
该方法首先利用激光器发出一个脉冲光信号，然后通过光学元件将脉冲光信号引入光电探测器中。
在探测器中照射后，电信号输出到示波器，利用示波器显示的波形可以得到响应时间的大小。
第二部分：量子效率测试方法量子效率是指光电探测器将入射光子转化为电子的效率，通常用百分比表示。
量子效率的测试方法多种多样，其中一种常用的方法是相对法。
该方法以已知参数准确测得的光源作为标准样本，将待测的光电探测器与标准样本分别放置于相同的测试环境中，通过比较两者的输出信号强度，可以计算出量子效率。
第三部分：暗电流测试方法暗电流是指在没有光照射时，光电探测器产生的非热噪声电流。
为了准确测试暗电流，可以使用恒压源法。
该方法将恒压源与待测光电探测器相连，通过调节恒压源的电压，使得光电探测器在没有光照射时，输出电流为零。
此时测量的恒压源的输出电流就是待测光电探测器的暗电流。
第四部分：线性度测试方法线性度是指光电探测器在一定输入光功率范围内输出信号与输入信号之间的线性关系程度。
线性度的测试方法一般采用光谱辐射计法。
该方法通过使用稳定的白光源和光谱辐射计，测量光电探测器在不同光功率下的输出信号，并生成输出光功率与输入光功率之间的关系曲线，从而判断线性度的好坏。
第五部分：噪声测试方法光电探测器的噪声包括暗噪声和光电转换过程产生的其它噪声。
测试噪声的方法有多种，其中一种常用的方法是功率谱密度法。
该方法使用频谱分析仪，将光电探测器的输出电信号进行频谱分析，得到噪声功率谱密度，进而评估噪声水平。
光电探测器参数测量
结正向压降对于电流和温度旳函数体现式，它是
试验装置
图1-3 单色仪光学系统示意图
试验环节
1. 打开光源开关，调整光源位置，使灯丝经 过聚光镜成像在单色仪入射狭缝S1上，S1旳 缝宽调整在0.2mm。把出射狭缝S2开到 1mm左右，入眼经过S2能看到与波长读数相 应旳光，然后逐渐关小S2，最终开到S1＝ 0.2mm。
本试验采用图1-2所示旳试验装置。用单色仪 对白光点光源辐射进行分光，得到单色光功率。
试验装置
用白光点光源作光源，用直流稳压电源 供电，光源发出旳光由聚光镜会聚于入 射狭缝前用同步电机带动旳调制盘对入 射光束进行调制。光栅单色仪把入射光 分解成单色光并从出射狭缝射出。转动 单色仪旳波长手轮能够变化出射光旳波 长（参见图1-3）。在出射狭缝后分别用 热释电探测器和硅光电二极管进行测量， 所得光电信号经放大后由毫伏表指示。
图1-1 经典光电探测器旳光谱响应
光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射旳响应能力。
电压光谱响应度定义为在波长为旳单位入射辐射功率
旳照射下，光电探测器输出旳信号电压，用公式表达，
则为
Rv
V P
（1-1）
而光电探测器在波长为旳单位入射辐射功率旳作用下，
其所输出旳光电流叫做探测器旳电流光谱响应度，用
试验仪器
光电探测器时间常数测试试验箱：20M双踪示波器。
在光电探测器时间常数测试试验箱中，提供了需测试 两个光电器件：峰值波长为900nm旳光电二极管和可 见光波段旳光敏电阻。所需旳光源分别由峰值波长为 900nm旳红外发光管和可见光（红）发光管来提供。 光电二极管旳偏压与负载都是可调旳，偏压分为5V、 10V、15V三档，负载分100殴姆、1K殴姆、10K殴 姆、50K殴姆、100K殴姆五档。根据需要，光源旳驱 动电源有脉搏冲和正弦波两种，而且频率可调。
光电探测器实验报告
光电探测器特性测量实验摘 要：本实验中探测并绘制了光电二极管的光谱响应曲线。
分别运用脉冲法，幅频特性法和截止频率法对二极管和光敏电阻的响应时间进行了测量，并分析比较了这三种方法的利弊。
最后自己设计连接电路测量光敏电阻的响应时间，更深入地理解了响应时间及测量原理。
一、 引言光电探测器可将一定的光辐射转换为电信号，然后经过信号处理，去实现某种目的，它是光电系统的核心组成部分，其性能直接影响着光电系统的性能。
因此，无论是设计还是使用光电系统，深入了解光电探测器的性能参数都是很重要的。
通常，光电探测器的光电转换特性用响应度表示。
响应特性用来表征光电探测器在确定入射光照下输出信号和入射光辐射之间的关系。
主要的响应特征包括：响应度、光谱响应、时间响应特性等性能参数。
本实验内容主要是光电探测器性能参数测量和光电探测器的一般使用方法，并专门列举了几种常用的光电探测器的使用方法。
二、 实验原理1. 光电探测器光谱响应度的测量光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度()λRv 定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，即()()()λλλP V Rv =；同理，电流光谱响应度()()()λλλP I R i =式中，()λP 为波长λ时的入射光功率；()λV 为光电探测器在入射光功率()λP 作用下的输出信号电压；()λI 则为输出用电流表示的输出信号电流。
实验中用响应度和波长无关的热释电探测器作参考探测器，测得入射光功率为()λP 时的输出电压为()λf V 。
若用f R 表示热释电探测器的响应度，则()()ff f K R V P λλ=（f K 为热释电探测器前放和主放放大倍数的乘积，即总的放大倍数。
在本实验中，K f =100×300，f R 为热释电探测器的响应度，实验中在所用的25Hz 调制频率下，f R ＝900V/W ）。
然后在相同的光功率()λP 下，用硅光电二极管测量相应的单色光，得到输出电压()λb V ，从而得到光电二极管的光谱响应度()()()()()ff f b bK R V K V P V R //λλλλλ==式中K b 为硅光电二极管测量时总的放大倍数，这里K b =150×300。
光电探测器光谱响应度和响应时间的测量(刘1)_百度文库解析
光电探测器光谱响应度的测量光谱响应度是光电探测器的基本性能之一，它表征了光电探测器对不同波长入射辐射的响应。
通常热探测器的光谱响应比较平坦，而光子探测器的光谱响应却具有明显的选择性。
一般情况下，以波长为横坐标，以探测器接受到的等能量单色辐射所产生的电信号的相对大小为纵坐标，绘出光电探测器的相对光谱响应曲线。
典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线如图1－1所示。
一、实验目的（1）加深对光谱响应概念的理解；（2）掌握光谱响应的测试方法；（3）熟悉热释电探测器和硅光电二极管的使用。
二、实验内容（1）用热释电探测器测量钨丝灯的光谱辐射特性曲线；（2）用比较法测量硅光电二极管的光谱响应曲线。
三、基本原理光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为（1－1）而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示（1－2）式中，P(λ为波长为λ时的入射光功率；V(λ为光电探测器在入射光功率P(λ作用下的输出信号电压；I(λ则为输出用电流表示的输出信号电流。
为简写起见，和均可以用表示。
但在具体计算时应区分和，显然，二者具有不同的单位。
通常，测量光电探测器的光谱响应多用单色仪对辐射源的辐射功率进行分光来得到不同波长的单色辐射，然后测量在各种波长辐射照射下光电探测器输出的电信号V(λ。
然而由于实际光源的辐射功率是波长的函数，因此在相对测量中要确定单色辐射功率P(λ需要利用参考探测器（基准探测器）。
即使用一个光谱响应度为的探测器为基准，用同一波长的单色辐射分别照射待测探测器和基准探测器。
由参考探测器的电信号输出（例如为电压信号）可得单色辐射功率，再通过（1－1）式计算即可得到待测探测器的光谱响应度。
本实验采用图1－2所示的实验装置。
用单色仪对钨丝灯辐射进行分光，得到单色光功率P(λ。
光电探测器光谱响应度和响应时间的测量(刘1)
光电探测器光谱响应度的测量光谱响应度是光电探测器的基本性能之一，它表征了光电探测器对不同波长入射辐射的响应。
通常热探测器的光谱响应比较平坦，而光子探测器的光谱响应却具有明显的选择性。
一般情况下，以波长为横坐标，以探测器接受到的等能量单色辐射所产生的电信号的相对大小为纵坐标，绘出光电探测器的相对光谱响应曲线。
典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线如图1－1所示。
一、实验目的（1）加深对光谱响应概念的理解； （2）掌握光谱响应的测试方法；（3）熟悉热释电探测器和硅光电二极管的使用。
二、实验内容（1）用热释电探测器测量钨丝灯的光谱辐射特性曲线； （2）用比较法测量硅光电二极管的光谱响应曲线。
三、基本原理光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度()λV ℜ定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为()()()λλλP V V =ℜ （1－1）而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示()()()λλλP I i =ℜ （1－2） 式中， P (λ)为波长为λ时的入射光功率；V (λ)为光电探测器在入射光功率P (λ)作用下的输出信号电压；I (λ)则为输出用电流表示的输出信号电流。
为简写起见，()λV ℜ和()λi ℜ均可以用()λℜ表示。
但在具体计算时应区分()λV ℜ和()λi ℜ，显然，二者具有不同的单位。
通常，测量光电探测器的光谱响应多用单色仪对辐射源的辐射功率进行分光来得到不同波长的单色辐射，然后测量在各种波长辐射照射下光电探测器输出的电信号V (λ)。
然而由于实际光源的辐射功率是波长的函数，因此在相对测量中要确定单色辐射功率P (λ)需要利用参考探测器（基准探测器）。
即使用一个光谱响应度为()λfℜ的探测器为基准，用同一波长的单色辐射分别照射待测探测器和基准探测器。
光电探测器响应时间的测试
光电探测器响应时间的测试作者：邓杨赵跃进来源：《科技创新导报》2013年第02期摘要：光电探测器是光电系统的核心组成部分，其性能直接影响着光电系统的性能。
该文通过用探测器的脉冲响应特性测量响应时间，利用探测器的幅频特性确定其响应时间。
该文分析了光电探测器的响应度不仅与信号光的波长有关，而且与信号光的调制频率有关，在提出测量探测器响应时间的方法的同时分析了误差的产生原因和解决办法。
关键词：光电探测器响应时间示波器中图分类号：T 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（b）-000-01光电系统就是以光波作为信息和能量的载体而实现传感”传输”探测等功能的测量系统。
可以认为光电系统是工作于电磁波波谱图上最后一个波段—光频段的电子系统，光电探测器的输出相对于输入的光信号要发生沿时间轴的扩展。
扩展的程序可由响应时间来描述。
光电探测器的这种响应落后于作用信号的特性称为惰性。
如果探测器观测的是随时间快速变化的物理量，则由于惰性的影响会造成输出严重畸变。
因此，深入了解探测器的时间响应特性是十分必要的。
1 响应时间的测试1.1 基本原理表示时间响应特性的方法主要有两种，一种是脉冲响应特性法，另一种是幅频特性法。
脉冲响应：响应落后于作用信号的现象称为弛豫。
光电探测器在单位阶跃信号作用下的起始阶跃响应函数为〔1-exp（-t/τ1），衰减响应函数为exp（-t/τ2），编写Matlab程序并通过Matlab绘制了上升响应时间和下降响应时间的图型。
幅频特性：由于光电探测器惰性的存在，使得其响应度不仅与人射辐射的波长有关，而且还是人射辐射调制频率的函数。
通常定义光电探测器对正弦光信号的响应幅值同调制频率间的关系为它的幅频特性。
1.2 测试过程光电探测器时间常数测试实验箱：20 m双踪示波器;毫伏表。
在光电探测器时间常数测试实验箱中，提供了需测试两个光电器件：峰值波长为900 nm 的光电二极管和可见光波段的光敏电阻。
光电探测器的性能参数
光电探测器的性能参数主要有：
1 2 3 4 5 6
量子效率η
响应度R 光谱响应度R(λ) 频率响应度R(f) 噪声等效功率NEP 探测度D和归一化探测度D*等
一、量子效率
量子效率：是指每入射一个光子光电探测器所释
放的平均电子数。它与入射光能量有关。其表达
式为:
I /e P / h
式中，I是入射光产生的平均光电流大小，e是电子 电荷，P是入射到探测器上的光功率。 I/e为单位时间产生的电子数,
Vs ( ) RV ( ) P ( )
I s ( ) RI ( ) P ( )
光源电源
调制盘 手轮
光谱单色仪
电机
探测器 前置放大器 示波器 毫伏表 带 通 放大器 电源
图1 光谱响应度测试装置
如果R(λ)是常数，则 称为无选择性探测器(如 光热探测器)。由于许多 光电探测器是基于光电效 应而工作的，因此响应存 在一个探测截止波长λc。
材料和外电路决定。
R(f)随f的升高而下降，下降的速度与响应时间 的大 小有关。一般规定R(f)下降到：
R( f ) R0 2 0.707R0
R( f )
R
0
时的频率fc为探测器的响应截 止频率。
0.707 R
R( f ) 1 / f
0
1 fc 2 2RC
1
0
fC
1 2
流。
2、光敏面积：指灵敏元的几何面积。
3、探测器电阻、电容。
4、工作电压、电流、温度。
R(λ)
光子探测器
热电探测器
0
λc
λ
图2 光电探测器的光谱响应曲线
四、频率响应度
频率响应度R(f)：响应度随入射光频率而变化的
光电探测器的响应时间研究
光电探测器的响应时间研究光电探测器在现代科技中的应用那可是越来越广泛啦，从通信领域到医疗成像，从安防监控到航空航天，到处都有它的身影。
咱今天就来好好聊聊光电探测器的响应时间这个重要的话题。
我记得有一次，我在实验室里捣鼓一个光电探测的小实验。
当时我满心期待地调整着各种参数，想要得出准确的响应时间数据。
那场景，就像是一位大厨在精心烹制一道神秘的菜肴，每一种调料的添加都得恰到好处。
光电探测器的响应时间，简单来说，就是它从接收到光信号到给出相应电信号所需要的时间。
这就好比你在路上看到一个红灯，从你意识到红灯亮了到你踩下刹车，这个过程所花费的时间。
响应时间越短，探测器的性能就越好，就像一个短跑运动员起跑反应越快，越有可能在比赛中胜出。
要搞清楚光电探测器的响应时间，咱们得先了解一下它的工作原理。
光电探测器的核心部分通常是一些特殊的材料，比如硅、锗、砷化镓等。
当光照射到这些材料上时，材料内部的电子会被激发，从而产生电流。
但是这个过程可不是瞬间完成的，就像你煮饺子，水烧开了饺子下锅，也得等一会儿才能煮熟不是？影响光电探测器响应时间的因素那可多了去了。
首先就是材料本身的性质。
不同的材料，其电子的迁移率、寿命等都不一样，这就直接影响了响应速度。
比如说，硅材料的响应速度相对较快，而锗材料可能就会慢一些。
然后是探测器的结构和工艺。
这就好比盖房子，结构设计得合理，施工工艺精细，房子才能坚固耐用。
探测器的结构如果设计得巧妙，能够让光更有效地被吸收和转化，从而缩短响应时间。
工艺方面，比如制造过程中的杂质浓度控制、界面平整度等，都会对响应时间产生影响。
还有外部因素也不能忽视。
比如说，光照的强度和波长。
就像你给植物浇水，水太多或者太少，植物都长不好。
光太强或者太弱，波长不合适，探测器的响应时间也会受到影响。
为了测量光电探测器的响应时间，科学家们可是想出了各种各样的办法。
有一种常见的方法叫做“脉冲法”。
简单来说，就是给探测器一个短脉冲的光信号，然后观察它输出电信号的变化。
光电探测器相对光谱响应度的测试(PPT课件)
典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线
在实际应用中，大多数情况最关心探测器的相对光谱响应 度。本实验采用标准探测器法（本实验选择光电三极管做 标准探测器）测量探测器的相对光谱响应度，即用已经标 定好相对光谱响应度的标准探测器先得到在波长为 l时的探 测器的输出电流 I标(l)（本实验采用光电三极管作为标准探 测器），再利用被测探测器探测得到在波长为 l时的探测器 的输出电流I(l)。
R相对 l I标 l R标 l max
在实际测量时，每个探测器输出的光电流都要经过 I-V变换 为电压信号，即计算机采集到的是电压信号，软件的数据 处理过程中，将此电压信号除以反馈电阻值就是光电探测 器响应的电流I(l)。
4Байду номын сангаас
三、实验装置
5
四、实验步骤
1、打开光源开关，将单色仪入射狭缝S1的大小调到1mm，调整聚光镜的位置，使光源发 出的光经会聚后准确投射到狭缝S1处； 2、把装有标准探测器（光电三极管）的模块放在单色仪出射狭缝后的套筒内，并用旋钮 将其固定； 3、在控制面板上，把标准探测器光电三极管模块所带数据线的红色插头插在图 12-3中的 孔1中，黑色插头插在孔2中，选择10K的电阻插在孔4和5上； 4、接通仪器总电源； 5、调整单色仪出射狭缝大小为0.5mm； 6、运行软件，选择“探测器光谱响应”标签页，点屏幕右下角的“启动单色仪”，单色 仪初始化完成后，在“波长扫描目标位置”框中输入370nm，然后点击“扫描”，待单色 仪扫描到370nm后，点击左侧的“采集数据”（此按键有自动按现在单色仪的目标位置以 波长扫描间距为步长增加波长的功能），数据采集将从380nm开始采集数据； 7、更换被测探测器：光敏二极管、光敏电阻、硅光电池，把单色仪扫描到370nm位置， 重复以上步骤，注意在步骤3中，光敏二极管、光敏电阻各自模块所带数据线的红色插头 插在图14-4中的孔 1中，黑色插头插在孔 2中；光敏二极管在孔 4和 5上插500K电阻，光敏 电阻在孔4和5上插1K电阻；硅光电池的红色插头插在图 14-4中的3，黑色插头插在其中的 2，4和5上插500K的电阻。对于被测探测器在软件上最好需要按“数据归一化”按钮； 8、数据采集完之后按“数据归一化”按钮，得到相对光谱响应度，屏幕右侧显示出相对 6 光谱响应度随波长的变化曲线。
光电探测器响应时间的测试
光电探测器响应时间的测试摘要：光电探测器是光电系统的核心组成部分，其性能直接影响着光电系统的性能。
该文通过用探测器的脉冲响应特性测量响应时间，利用探测器的幅频特性确定其响应时间。
该文分析了光电探测器的响应度不仅与信号光的波长有关，而且与信号光的调制频率有关，在提出测量探测器响应时间的方法的同时分析了误差的产生原因和解决办法。
关键词：光电探测器?响应时间?示波器光电系统就是以光波作为信息和能量的载体而实现传感”传输”探测等功能的测量系统。
可以认为光电系统是工作于电磁波波谱图上最后一个波段—光频段的电子系统，光电探测器的输出相对于输入的光信号要发生沿时间轴的扩展。
扩展的程序可由响应时间来描述。
光电探测器的这种响应落后于作用信号的特性称为惰性。
如果探测器观测的是随时间快速变化的物理量，则由于惰性的影响会造成输出严重畸变。
因此，深入了解探测器的时间响应特性是十分必要的。
1 响应时间的测试?1.1 基本原理表示时间响应特性的方法主要有两种，一种是脉冲响应特性法，另一种是幅频特性法。
脉冲响应：响应落后于作用信号的现象称为弛豫。
光电探测器在单位阶跃信号作用下的起始阶跃响应函数为〔1-exp（-t/τ1），衰减响应函数为exp（-t/τ2），编写Matlab程序并通过Matlab绘制了上升响应时间和下降响应时间的图型。
幅频特性：由于光电探测器惰性的存在，使得其响应度不仅与人射辐射的波长有关，而且还是人射辐射调制频率的函数。
通常定义光电探测器对正弦光信号的响应幅值同调制频率间的关系为它的幅频特性。
1.2 测试过程光电探测器时间常数测试实验箱：20?m双踪示波器;毫伏表。
在光电探测器时间常数测试实验箱中，提供了需测试两个光电器件：峰值波长为900?nm的光电二极管和可见光波段的光敏电阻。
所需的光源分别由峰值波长为900?nm的红外发光管和可见光（红）发光管来提供。
根据需要，光源的驱动电源有脉冲和正弦波两种，并且频率可调。
光电探测器灵敏度与响应时间的理论与优化研究
光电探测器灵敏度与响应时间的理论与优化研究光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的设备。
它在许多领域中都有广泛的应用，如通信、医学、环境监测等。
光电探测器的性能主要包括灵敏度和响应时间两个方面。
本文将重点针对光电探测器灵敏度与响应时间进行理论研究和优化探讨。
首先，我们来了解一下光电探测器的灵敏度。
光电探测器的灵敏度是指它对光信号的响应能力。
灵敏度越高，意味着探测器能够更好地捕捉到微弱的光信号。
光电探测器的灵敏度与多个因素有关。
第一个因素是光电探测器的材料。
不同材料对不同波长的光信号具有不同的响应。
例如，硅材料对红外光信号的响应较弱，而钙钛矿材料对红外光信号的响应较强。
因此，在选择光电探测器材料时，需要根据应用需求和工作条件选择合适的材料，以提升灵敏度。
第二个因素是光电探测器的结构和工艺。
光电探测器的结构和工艺也会对其灵敏度产生影响。
例如，增加探测器的光接收面积可以提高灵敏度，而使用微米级别的纳米线结构可以增加光电转换效率，进而提高灵敏度。
此外，光电探测器的表面处理和涂层技术也可以改善光电转换效率，从而提高灵敏度。
第三个因素是光电探测器的电路设计和电子元器件选型。
合理的电路设计和电子元器件选型可以减小噪声干扰，提高信号传输效率，从而提升灵敏度。
例如，采用低噪声放大器和优质的信号线材料，提高电路的信噪比，可以有效地提高灵敏度。
除了灵敏度，光电探测器的响应时间也是一个重要的性能指标。
响应时间是指探测器对光信号从接收到输出电信号所需的时间。
响应时间越短，意味着探测器能够更快地响应光信号的变化。
影响光电探测器响应时间的因素有以下几个方面：第一个因素是光电转换效率。
光电转换效率是指探测器将光信号转换为电信号的效率。
当光电转换效率较高时，探测器可以更快地将光信号转换为电信号，从而提高响应时间。
第二个因素是探测器的结构和尺寸。
小尺寸的探测器结构可以减小电荷在器件内的运动距离，由此减小响应时间。
此外，合理的结构设计也可以减小电子复合和漂移的现象，从而提高响应速度。
光电探测器参数测量
通常， 通常，测量光电探测器的光谱响应多用单色仪对辐射 源的辐射功率进行分光来得到不同波长的单色辐射， 源的辐射功率进行分光来得到不同波长的单色辐射，然 后测量在各种波长的辐射照射下光电探测器输出的电信 然而由于实际光源的辐射功率是波长的函数，因此 在相对测量中要确定单色辐射功率需要利用参考探测器 基准探测器）。 ）。即使用一个光谱响应度为的探测器为 （基准探测器）。即使用一个光谱响应度为的探测器为 基准， 基准，用同一波长的单色辐射分别照射待测探测器和基 准探测器。由参考探测器的电信号输出（ 准探测器。由参考探测器的电信号输出（例如为电压信 可得单色辐射功率，再通过（ 号）可得单色辐射功率，再通过（1-1）式计算即可得 ） 到待测探测器的光谱响应度。 到待测探测器的光谱响应度。
光电探测器响应时间的测试
通常， 通常，光电探测器输出的电信号都有要在时间 上落后于作用在其上的光信号， 上落后于作用在其上的光信号，即光电探测器 的输出相对于输入的光信号要发生沿时间轴扩 扩展的程序可由响应时间来描述。 展。扩展的程序可由响应时间来描述。光电探 测器的这种响应落后于作用信号的特性称为惰 由于惰性的存在， 性。由于惰性的存在，会使先后作用的信号在 输出端相互交叠，从而降低了信号的调制度。 输出端相互交叠，从而降低了信号的调制度。 如果探测器观测的是随时间快速变化的物理量， 如果探测器观测的是随时间快速变化的物理量， 则由于惰性的影响会造成输出严重畸变。因此， 则由于惰性的影响会造成输出严重畸变。因此， 深入了解探测器的时间响应特性是十分必要的。 深入了解探测器的时间响应特性是十分必要的。
负载电阻RL/Ω 响应时间tr/s 51 100 1k 10k 100k
用脉冲法测量光敏电阻的响应时间
光敏电阻所加偏压为15V,负载是 负载是10k,是不 光敏电阻所加偏压为 负载是 是不 可调的。 偏压”档和“负载” 可调的。故“偏压”档和“负载”档在此时不 起作用。 起作用。 将实验面版上“波形选择” 将实验面版上“波形选择”开关拔至脉冲 档，“探测器选择”开关拔至光敏电阻档，此 探测器选择”开关拔至光敏电阻档， 时由“输入波形” 时由“输入波形”的光敏电阻处应可观测到方 输出”处引出的输出线（蓝线） 波，由“输出”处引出的输出线（蓝线）即可 得到光敏电阻的输出波形，调节“频率调节” 得到光敏电阻的输出波形，调节“频率调节” 旋钮使频率为20Hz，测出其响应时间并记录。 旋钮使频率为 ，测出其响应时间并记录。
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光电探测器光谱响应度的测量光谱响应度是光电探测器的基本性能之一，它表征了光电探测器对不同波长入射辐射的响应。
通常热探测器的光谱响应比较平坦，而光子探测器的光谱响应却具有明显的选择性。
一般情况下，以波长为横坐标，以探测器接受到的等能量单色辐射所产生的电信号的相对大小为纵坐标，绘出光电探测器的相对光谱响应曲线。
典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线如图1－1所示。
一、实验目的（1）加深对光谱响应概念的理解； （2）掌握光谱响应的测试方法；（3）熟悉热释电探测器和硅光电二极管的使用。
二、实验内容（1）用热释电探测器测量钨丝灯的光谱辐射特性曲线； （2）用比较法测量硅光电二极管的光谱响应曲线。
三、基本原理光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度()λV ℜ定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为()()()λλλP V V =ℜ （1－1）而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示()()()λλλP I i =ℜ （1－2） 式中， P (λ)为波长为λ时的入射光功率；V (λ)为光电探测器在入射光功率P (λ)作用下的输出信号电压；I (λ)则为输出用电流表示的输出信号电流。
为简写起见，()λV ℜ和()λi ℜ均可以用()λℜ表示。
但在具体计算时应区分()λV ℜ和()λi ℜ，显然，二者具有不同的单位。
通常，测量光电探测器的光谱响应多用单色仪对辐射源的辐射功率进行分光来得到不同波长的单色辐射，然后测量在各种波长辐射照射下光电探测器输出的电信号V (λ)。
然而由于实际光源的辐射功率是波长的函数，因此在相对测量中要确定单色辐射功率P (λ)需要利用参考探测器（基准探测器）。
即使用一个光谱响应度为()λf ℜ的探测器为基准，用同一波长的单色辐射分别照射待测探测器和基准探测器。
由参考探测器的电信号输出（例如为电压信号）()λf V 可得单色辐射功率()()()λλλℜ=f V P ，再通过（1－1）式计算即可得到待测探测器的光谱响应度。
本实验采用图1－2所示的实验装置。
用单色仪对钨丝灯辐射进行分光，得到单色光功率P (λ)。
图1－2 光谱响应测试装置图这里用响应度和波长无关的热释电探测器作参考探测器，测得P (λ)入射时的输出电压为()λf V 。
若用f ℜ表示热释电探测器的响应度，则显然有()()ff f K V P ℜ=λλ （1－3）这里K f 为热释电探测器前放和主放放大倍数的乘积，即总的放大倍数。
在本实验中，300100⨯=f K ，f ℜ为热释电探测器的响应度，实验中在所用的25Hz 调制频率下，W V f /900=ℜ。
然后在相同的光功率P (λ)下，用硅光电二极管测量相应的单色光，得到输出电压()λb V ，从而得到光电二极管的光谱响应度()()()()()ff f b b K V K V P V ℜ==ℜ//λλλλλ 式中K b 为硅光电二极管测量时总的放大倍数，这里K b =150×300。
四、实验装置实验装置示于图1－2。
用钨丝灯作光源，用直流稳压电源对钨丝灯供电，光源发出的光由聚光镜会聚于单色仪的入射狭缝上，并在狭缝前用同步电机带动的调制盘对入射光束进行调制。
光栅单色仪把入射光分解成单色光并从出射狭缝射出。
转动单色仪的波长手轮可以改变出射光的波长（参见图1－3）。
在出射狭缝后分别用热释电探测器和硅光电二极管进行测量，所得光电信号经放大后由毫伏表指示。
下面简要介绍实验装置的各个部分。
1．WD30光栅单色仪的光学系统 图1－3是单色仪光学系统的示意图，聚光镜把光源发出的光会聚于单色仪入射狭缝S 1上，光束经狭缝B 1射向球面反射镜M 1。
由于S 1位于M 1的焦面上，因此，经球面镜M 1反射后的光束为平行光束。
平行光束经平面光栅G 分光后，不同的波长以不同的入射角投向球面反射镜M 2。
球面反射镜M 2把分光后的光聚在焦面上，形成波长不同的一系列光谱线。
出射狭缝S 2位于球面镜M 2的聚焦面上。
把狭缝S 1和S 2开得很窄，测量时转动手轮使光栅转动，在出射狭缝S 2处就会得到各个光谱分量得输出。
输出光的波长可在手轮计数器上读出。
仪器备有四块光栅，分别对应着可见光和红外区四个光谱段。
本实验采用第二块光栅（1200线⁄mm ），此时的输出波长为手轮计数器读数的二倍（单位：Å，1 Å＝0.1nm ）。
2．热释电探测器 本实验所用的热释电探测器是钽酸锂热释电器件，前置放大器与探测器装在同一屏蔽壳里。
前放工作时需要正12V 电压。
为减小噪声，用干电池供电。
图1－4示出了热释电探测器的典型调制特性。
3．硅光电二极管 硅光电二极管为待测器件，它的前置放大器与它装在同一屏蔽壳中，所需正12V 电压由选频放大器提供。
前置放大器的放大倍数为200。
图1－4 热释电探测器的典型调制特性 图1－5 选频放大器的频率特性4．选频放大器 由于分光后的光谱辐射功率很小，虽然热释电探测器和光电二极管都带有前置放大器，但仍需接选频放大器放大。
选频放大器的频率特性如图1－5所示。
其中心频率f 0与调制频率一致（这里为25Hz ），放大倍数为300。
5．钨丝灯的电源电压在0～6V 可调 6．调制盘的电机使用220V 电压。
五、实验步骤(1)打开光源开关，调整光源位置，使灯丝通过聚光镜成像在单色仪入射狭缝S 1上，S 1的缝宽调整在0.2mm 。
把出射狭缝S 2开到1mm 左右，人眼通过S 2能看到与波长读数相应的光，然后逐渐关小S 2，最后开到S 2＝0.2mm 。
注意：狭缝开大时不能超过3mm ，关小时不能超过零位，否则将损坏仪器！（2）在光路中靠近S 1的位置放入调制器，并接通电机电源。
（3）把热释电器件光敏面对准出射狭缝S 2，并连接好放大器和毫伏表，然后为探测器加上电池电压+12V。
（4）转动光谱手轮，记下探测器的入射波长及毫伏表上相应波长的输出电压值，并填入表1－1。
（5）用光电二极管换下热释电器件，给光电二极管加上+12V电压，重复步骤4，将数据记入表1－1。
表1－1 光谱响应测试实验数据（1）画出光源的光谱辐射分布曲线；（2）画出硅光电二极管的光谱响应曲线；λ和截止波长cλ。
（3）分析实验结果，并确定硅光电二极管的峰值响应波长p七、思考题（1）单色仪入射狭缝和出射狭缝的宽度分别控制着哪些物理量？测量时开大些好还是开小些好？（2）如果在测量过程中，用热释电器件和光电二极管测量时，二者光源光强度不一致是否仍能保证结果的正确性？如果二者的调制频率不同呢？（3）在测量光谱响应度()λℜ？ℜ时，如果实验室没有参考（基准）探测器，能否想办法测得()λ（4）如何改进实验装置？提高测量精度和速度？光电探测器响应时间的测定通常，光电探测器输出的电信号都要在时间上落后于作用在其上的光信号，即光电探测器的输出相对于输入的光信号要发生沿时间的扩展。
扩展的程序可由响应时间来描述。
光电探测器的这种响应落后于作用信号的特性称为惰性。
由于惰性的存在，会使先后作用的信号在输出端相互交叠，从而降低了信号的调制度。
如果探测器观测的是随时间快速变化的物理量，则由于惰性的影响会造成输出严重畸变。
因此，深入了解探测器的时间响应特性是十分必要的。
一、实验目的（1）了解光电探测器的响应度不仅与信号光的波长有关，而且与信号光的调制频率有关；（2）掌握发光二极管的电流调制法；（3）熟悉测量探测器响应时间地方法。
二、实验内容（1）用探测器的脉冲响应特性测量响应时间；（2）利用探测器的幅频特性确定期响应时间。
三、基本原理表示时间特性的方法主要有两种，一种是脉冲响应特性法，另一种是幅频特性法。
1．脉冲响应 响应落后于作用信号的现象称为弛豫。
对于信号开始作用时的弛豫称为上升弛豫和起始弛豫；信号停止作用时的弛豫称为衰减弛豫。
弛豫时间的具体定义如下：如用阶跃信号作用于器件，则起始弛豫定义为探测器的响应从零上升为稳定值得（1－1/e ）（即63％）时所需的时间；衰减弛豫定义为信号撤去后，探测器的响应下降到稳定值得1/e （即37%）所需的时间。
这类探测器有光电池、光min 电阻及热电探测器等。
另一种定义弛豫时间的方法是：起始弛豫为响应值从稳态值的10%上升到90%所用的时间。
这种定义多用于响应速度很快的器件，如光电二极管、血崩发光二极管和光电倍增管等。
若光电探测器在单位阶跃信号作用下的起始阶跃响应函数为[])/exp(11τt --,衰减响应函数为)/exp(2τt -，则根据第一种定义，起始弛豫时间为τ1，衰减弛豫时间为τ2。
此外，如果测出了光电探测器的单位冲激响应函数，则可直接用其半值宽度来表示时间特性。
为了得到具有单位冲激函数形式的信号光源，即δ函数光源，可以采用脉冲式发光二极管、锁模激光器以及火花源等光源来近似。
在通常测试中，更方便的是采用具有单位阶跃函数形式亮度分布的光源。
从而得到单位阶跃响应函数，进而确定响应时间。
2.幅频特性 由于光电探测器惰性的存在，使得其响应度不仅与入射辐射的波长有关，而且还是入射辐射调制频率的函数。
这种函数关系还与入射光强信号的波形有关。
通常定义光电探测器对正弦光信号的响应幅值同调制频率间的关系为它的幅频特性。
许多光电探测器的幅频特性具有如下形式。
2/122)1(1)(τωω+=A （2－1） 式中，)(ωA 表示归一化后的幅频特性；f πω2=为调制圆频率；f 为调制频率；τ为响应时间。
在实验中可以测得探测器的输出电压)(ωV 为2/1220)1()(τωω+=V V （2－2）式中为探测器在入射光调制频率为零时的输出电压。
这样，如果测得调制频率为f 1时的输出信号电压V 1和调制频率f 2时的输出信号电压V 2，就可由下式确定响应时间()()211222222121f V f V V V --=πτ （2－3）为减小误差，V 1与V 2的取值应相差10％以上。
由于许多光电探测器的幅频特性都可由式（2－1）描述，人们为了更方便地表示这种特性，引出截止频率c f 。
它的定义是当输出信号功率降至超低频一半时，即信号电压降至超低频信号电压的70.7％时的调制频率。
故c f 频率点又称为三分贝点或拐点。
由式（2－1）可知πτ21=c f （2－4）实际上，用截止频率描述时间特性是由式（2－1）定义的τ参数的另一种形式。
在实际测量中，对入射辐射调制的方法可以是内调制，也可以是外调制。
外调制是用机械调制盘在光源外进行调制，因这种方法在使用时需要采取稳频措施，而且很难达到很高的调制频率，因此不适用于响应速度很快的光子探测器，所以具有很大的局限性。