УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИЕМНИКОВ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к области измерения параметров фотоэлектрических полупроводниковых, в основном, матричных приемников инфракрасного (ИК) излучения, в частности, таких параметров как интегральная чувствительность, пороговая энергетическая освещенность, неравномерность выходного сигнала, неравномерность чувствительности и других.
Известно устройство для измерения параметров приемников излучения, содержащее образцовый излучатель, световой затвор с устройством управления, измеряемый прибор, усилитель и блок измерения (см. ГОСТ 28953-91. Приборы фоточувствительные с переносом заряда. Методы измерения параметров, с.3, 16). Однако, при измерении параметров приемников излучения инфракрасного диапазона возникают погрешности, связанные с наличием фоновой облученности ИК приемников излучения элементами измерительного устройства в силу наличия их собственного ИК излучения, зависящего от температуры окружающей среды и их коэффициентов черноты.
Известен наиболее близкий аналог - устройство для измерения параметров приемников инфракрасного излучения, содержащее абсолютно черное тело (АЧТ), соосно с выходным отверстием которого расположены диафрагма, заслонка и измеряемое изделие, подключенное к измерительному усилителю (см. Стенд для измерения фотоэлектрических параметров изделий. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 021.79.006.00.00.00 ТО, Москва, 1978 г., с.12.). Однако, при измерении на таком устройстве возникают необходимость дополнительного измерения фоновой облученности приемника, создаваемой заслонкой, и значительные погрешности из-за
имеющихся отличий в равномерности облученности приемника при открытой и закрытой заслонкой диафрагме АЧТ.
Техническим результатом при использовании предложенной полезной модели является повышение точности измерений при упрощении проведения измерений.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения параметров приемников инфракрасного излучения, содержащем расположенные последовательно абсолютно черное тело, установленную в непосредственной близости от его выходного отверстия первую диафрагму и измеряемый приемник излучения, подсоединенный к блокам управления и регистрации сигналов, дополнительно содержится вторая диафрагма, установленная с возможностью попеременного размещения диафрагм в непосредственной близости от выходного отверстия абсолютно черного тела. Расстояние между диафрагмой и приемником излучения определяется соотношением h≥10 b, где h - расстояние между диафрагмой и приемником излучения, b - характерный размер большей диафрагмы.
Под характерным размером диафрагмы (b) понимается ее максимальный линейный размер (например, в случае квадратной диафрагмы - это диагональ квадрата).
В частном случае выполнения устройства для измерения диафрагмы могут быть выполнены в пластине в виде круглых отверстий разного диаметра.
Новым в предложенном устройстве является то, что оно содержит дополнительно вторую диафрагму, установленную с возможностью попеременного расположения диафрагм в непосредственной близости от выходного отверстия абсолютно черного тела, что обеспечивает возможность последовательного измерения сигналов с диафрагмами разного характерного размера. Это, во первых, устраняет необходимость учета изменения фоновой засветки при использовании заслонки, применяемой при измерениях в прототипе, и, во-вторых, уменьшает влияние неоднородности излучения абсолютно
черного тела на конечный результат при дальнейшем расчете параметров по известным зависимостям.
При приведенном соотношении для расстояния между диафрагмой и приемником излучения достигается однородность облучения приемника, а также известна зависимость между падающей на приемник мощностью излучения и расстоянием диафрагма-приемник, что упрощает проведение измерений.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема устройства для измерения параметров приемников инфракрасного излучения, а на фиг.2 -конструкция диафрагм в частном случае их выполнения на пластине.
Устройство для измерения параметров приемников инфракрасного излучения, содержит абсолютно черное тело 1, пластину 2, установленную в непосредственной близости от выходного отверстия абсолютно черного тела и измеряемый приемник излучения 3, подсоединенный к блокам управления 4 и регистрации 5 сигналов. В пластине 2 расположены диафрагмы 6 и 7, выполненные в виде круглых отверстий разного диаметра. Расстояние между пластиной с диафрагмами и измеряемым приемником устанавливается согласно приведенному выше соотношению.
Устройство работает следующим образом. При измерении фотоэлектрических характеристик определяют выходной сигнал с фоточувствительных элементов приемника излучения в двух вариантах: сначала с первой, затем со второй диафрагмой разного диаметра. При этом в выходном сигнале присутствуют две составляющие: одна связана с фоновой облученностью, которая является одинаковой для обоих измерений, вторая -с добавочным потоком известной плотности мощности в заданном спектральном диапазоне, формируемым АЧТ, которая отличается ввиду разного размера диафрагм. Таким образом можно выделить сигнал, соответствующий приращению плотности мощности для двух измерений с разными диафрагмами, который в дальнейшем используется для расчета параметров приемников излучения.
Предложенная конструкция разработана для измерения параметров матричных приемников ИК излучения формата 256×256 с фоточувствительными элементами на основе силицида платины. Диафрагмы диаметром 5 и 8 мм выполнены в круглой пластине, не жестко закрепленной в одном углу для обеспечения ее поворота и поочередной установки диафрагм на оси устройства при проведении измерений. Расстояние между диафрагмой и приемником излучения составляет 500 мм, что соответствует приведенному соотношению.
Использование предложенной конструкции позволяет уменьшить погрешность измерений интегральной чувствительности, неоднородности чувствительности и других параметров матричных приемников излучения на 20-30%. При этом происходит так же снижение требований к равномерности облученности приемника абсолютно черным телом.