第33卷，第1期 2013年1月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.33,No.1,pp250-254 January，2013
基于LED光谱可调谐光源的光电探测器相对光谱响应测量研究
刘洪兴1.2，任建伟"，万志"，刘则淘"，李葆勇"，叶钊1.2
1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033 2.中国科学院研究生院，北京100049
摘要提出了采用LED光谱可调请光源测量光电探测器相对光谱响应，详细论述了测量原理和算法，计算中将辐射传输积分方程改写成求和方程，求和值与积分值的近似程度与波长间隔大小的选择有关，仿真分析了不同色温需体作为探测目标时硅光电探测器和CCD在不同波长间隔下的信号求和值与积分值差异。仿真结果表明：10nm波长间隔时，探测器信号求和值和积分值差异在0.2%以内，是波长间隔的理想值。最后分析了影响该方法测量精度的因素及其解决方案，该测量方法结构简单，避免了单色仪等仪器的测量传递误差。
关键词LED；光谱可调谐；光电探测器；相对光谱响应
中图分类号：0431.1
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2013)01-0250-05
光束的光谱非对称性、镜像移动的精确性、没射杂散辐射以及孔衔射：待测探测器的误差来源包括非线性、暗电流、非均勾性、偏移以及探测器密口干扰。宽带滤光片法是利用已
光辐射探测器在现代光学技术和光学工程中发挥着重要作用，广泛应用于通信、气象、工业控制、科研生产、军工等领域[1.3]。光辐射探测器可分为以光电效应为理论基础的光电操测器和以热效应为理论基础的光热操测器两大类型。常用的光电探测器包括：硅单元光电探测器、面阵电荷耦合器件(CCD)和超大规模镀联式焦平面列阵器件等。常用的光热探测器主要有：热敏电阻、辐射热电偶、热释电探测器和绝对辐射计等。
光辑射探测器的光谱刺应度是指不同波长位置单位光通量在探测器上产生的电流（或电压)量，实际工作中关心的是响应度随波长的相对变化，即相对光谱响应度[1.2]。由于光热探测器对不同波长的辐射有较平坦的响应，是无选择性探测器，所以，通常提到的探测器的相对光谱喇应度是指光电探测器。光电操测器相对光谱响应度测量方法分为直接比较法、替代法和宽带滤光片法[3]。直接比较法和替代法是最常用的方法，需要辐射源、单色仪、基准探测器以及光学系统等几个部分，测量结构相对复杂，测量误差来源也相对较多，包括基准探测器、单色仪、光学系统和待测探测器等。其中，基准探测器的误差来源包括暗信号和响应度的漂移、非线性以及非均匀性；单色仪的误差来源包括波长误差、非均匀性、杂散光辐射以及偏振；光学系统的误差来源包括两
收稿日期：2012-06-22，修订日期：2012-09-08
基金项目：国家(863计划)项目(863-2-5-1-13B)资助
知光谱功率分布的标准光源和个已知光谱透射比的滤光片进行测量，对信号进行恰当的处理可以得到n个波长处的光诺响应度，然后通过插值的方式得到全波段的相对光谱响应度，n个滤光片的透过率函数必须是非相关的。宽带滤光片法的优点在于结构简单且不需要基准探测器，但是要得到高精度相对光谱响应，必须要求得到可观的数目的滤光片，此外滤光片光谱透过率具有方向性也是影响相对光谱响应函数精度的重要因素。
本文采用LED光谱可调谐光源直接照射光电探测器件，根据辐射传输数学物理方程构造描述不同光谱分布光源下的光电探测器辐射输人、信号输出值（电流值、电压值或者数码DN值)与相对光谱响应之间对应关系的数学物理方程组。光电探测器辐射输人和信号输出值，通过求解方程组得到的相对光谱响应函数。
光谱可调谐光源
英国的National Physical Laboratory（NPL)设计了如图 1所示光谱可调谱光源系统，该系统的光源为溴钨灯，溴钨灯发出的光经准直系统（collimatinglens）、分光系统（fixed grating）、聚焦透镜（focusinglens）以及空间滤波器（spatially
作者简介：刘洪兴，1986年生，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所博士研究生万方数据
e-mail; lhxing_888@126,com