【摘要】：日盲紫外成像探測技術(shù)因其特有的抗太陽背景噪聲干擾、虛警率低等優(yōu)勢,在電暈探測、火災(zāi)告警、導(dǎo)彈逼近告警等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。我國對于該技術(shù)的研究起步較晚,且由于各國對相關(guān)研究成果的嚴(yán)格保密,導(dǎo)致現(xiàn)今國內(nèi)在紫外探測技術(shù)方面與世界領(lǐng)先水平仍存在一定差距。特別是紫外探測技術(shù)核心器件的研制工藝以及紫外探測應(yīng)用領(lǐng)域的定量分析兩方面,均是我國亟需提升的主要方向。為改進國內(nèi)紫外探測核心器件的研制工藝,提升對紫外探測技術(shù)定量分析方面的研究水平,紫外探測技術(shù)核心器件的光電參量測試及輻射標(biāo)定顯得尤為重要。目前,國內(nèi)在日盲紫外核心器件的參量測試與輻射標(biāo)定領(lǐng)域主要面臨三大難點。第一,紫外輻射標(biāo)定中常用的標(biāo)準(zhǔn)探測器存在靈敏度與標(biāo)定不確定度無法兼顧的問題;第二,針對封裝完成的日盲紫外ICCD,一些關(guān)鍵參量諸如光譜響應(yīng)度等只能通過灰度值或光子數(shù)等參量間接推知,導(dǎo)致實驗室無法對其進行絕對測量,影響測試的準(zhǔn)確度;第三,針對極微弱光子計數(shù)量級的紫外輻射標(biāo)定問題缺少深入研究,限制了日盲紫外探測技術(shù)在諸如電暈探測等諸多領(lǐng)域的實際應(yīng)用。本課題基于上述背景,進行了日盲紫外像增強器與ICCD參量測試與輻射標(biāo)定的相關(guān)研究工作。主要研究內(nèi)容包括:1.建立了新型的低不確定度較高靈敏度的日盲紫外譜段輻射標(biāo)定傳遞基準(zhǔn),首次將腔型熱釋電探測系統(tǒng)作為傳遞基準(zhǔn)應(yīng)用于日盲紫外輻射標(biāo)定領(lǐng)域,解決了目前該領(lǐng)域所用傳遞基準(zhǔn)靈敏度與標(biāo)定不確定度無法兼顧的關(guān)鍵科學(xué)問題。選擇熱釋電探測器作為傳遞基準(zhǔn)的核心器件,理論分析了影響熱釋電探測器性能的主要因素;通過結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化構(gòu)建了適用于日盲紫外輻射標(biāo)定的具有低不確定度、較高靈敏度的腔型熱釋電探測系統(tǒng);推導(dǎo)了探測系統(tǒng)的絕對光譜響應(yīng)度修正函數(shù)并評估了系統(tǒng)的主要性能指標(biāo),結(jié)果表明所建探測系統(tǒng)滿足項目需求。在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對系統(tǒng)的絕對光譜響應(yīng)度標(biāo)定,以及相對光譜響應(yīng)度的全譜段標(biāo)定,完成了低不確定度日盲紫外譜段輻射標(biāo)定傳遞基準(zhǔn)的建立,所建基準(zhǔn)的標(biāo)定不確定度1.2%。2.開展了日盲紫外ICCD與像增強器的參量測試與輻射標(biāo)定研究,有效降低了該譜段核心器件參量測試與標(biāo)定的不確定度�；谒ǖ筒淮_定度傳遞基準(zhǔn)實現(xiàn)了日盲紫外像增強器、ICCD及其配套濾光片的參量測試與輻射標(biāo)定。首先,實現(xiàn)了像增強器的絕對光譜響應(yīng)度標(biāo)定及積分響應(yīng)度測試,不確定度分別為1.6%及2.1%;其次,實現(xiàn)了針對ICCD整機的相對光譜響應(yīng)度測試,比對像增強器與ICCD的測試結(jié)果,分析了結(jié)果存在差異的原因。此外,針對ICCD的配套濾光片進行了帶外截止深度測試,測試不確定度1.1%。3.針對目前日盲紫外探測技術(shù)在極微弱光子計數(shù)量級紫外輻射標(biāo)定研究的遲滯,進行了微弱日盲紫外輻射標(biāo)定的研究,有助于解決諸如電暈探測等諸多領(lǐng)域下無法準(zhǔn)確量化目標(biāo)源輻射量的問題。選擇單光子計數(shù)系統(tǒng)作為微弱日盲紫外輻射標(biāo)定的傳遞基準(zhǔn),分析了選擇理由及系統(tǒng)工作原理。提出了針對單光子計數(shù)系統(tǒng)的全譜段絕對量子效率標(biāo)定方案,實現(xiàn)了系統(tǒng)的全譜段相對量子效率標(biāo)定,標(biāo)定不確定度1.7%。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN23

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本文編號：2542679