GB_T43597-2023热电型太赫兹探测器参数测试方法.docx

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1、,SJ7.?.?,7Jpc.r,r.,.*ICS17.180.99CCS1.50中华人民共和国国家标准GB/T435972023热电型太赫兹探测器参数测试方法Testmethodforparametersofthermoelectricterahertzdetector2024-07-01实施2023-12-28发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会目次前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14原理25试验条件36仪器设备37样品48试验步骤48.1 光敏面面积48.2 响应度48.3 光谱响应度48.4 噪声等效功率48.5 探测率58.6 响应时间58.7 非线性度58.8

2、 重复性59试验数据处理69.1 光敏面面积69.2 响应度69.3 光谱响应度69.4 噪声等效功率69.5 探测率79.6 响应时间79.7 非线性度89.8 重复性810测试报告8附录A（资料性）测试报告记录表IO参考文献12本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国科学院提出。本文件由全国光电测量标准化技术委员会(SAC/TC487)归口。本文件起草单位：中电科思仪科技股份有限公司、中国电子科技集团公司第四十一研究所、中国科学院空天信息创新研究院、南

3、京大学、中国计量科学研究院、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、桂林电子科技大学、中国计量大学。本文件主要起草人：张鹏、刘志明、姜万顺、卢永红、涂学凑、高涵、王璞、尹炳琪、孙青、康琳、吴斌、刘红元、于新升、姜珥、贾小氢、邓玉强、李俊霖、韩家广、占春连。热电型太赫兹探测器参数测试方法1范围本文件描述了热电型太赫兹探测器参数测试的原理、试验条件、仪器设备、样品、试验步骤和试验数据处理。本文件适用于热电型太赫兹探测器。太赫兹高莱探测器和太赫兹量子阱探测器参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件

4、；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T135842011红外探测器参数测试方法3术语和定义GB/T13584-2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1热电型太赫兹探测器thermoelectricterahertzdetector工作波长涵盖太赫兹波段，通过吸收太赫兹辐射产生热能，由热能转变为电信号的单元探测器。注：通常包含太赫兹热电堆探测器、太赫兹热释电探测器和太赫兹微测热辐射计。3.2太赫兹热电堆探濡器terahertzthermopiledetector在太赫兹辐射作用下产生热能，从而引起热电堆两端产生温差，依据赛贝克效应把温差转变为电信

5、号的一种探测器。3.3太赫兹热释电探测器terahertzpyroelectriedetector在周期性太赫兹辐射作用下产生热能，从而引起热释电材料温度变化，依据热释电效应把温度变化转变为电信号的一种探测器。3.4太赫兹微测热辐射计terahertzbolometer在周期性太赫兹辐射作用下产生热能，从而引起热敏薄膜温度变化，导致热敏薄膜的电阻发生变化，在外加偏置电流作用下产生电信号的一种探测器。3.5响应度responsivity探测器输出电信号，与入射电磁波的功率或能量之比。来源：JJG（电子）309042008,3.1,有修改3.6噪声等效功率noiseequivalentpower在

6、单位测量带宽内，探测器输出信噪比为1时，入射到探测器的电磁波功率。来源：GB/T135842011,3.8,有修改3.7探测率detectivity探测器的响应度除以均方根噪声，并折算到单位测量带宽与单位光敏面面积之积的平方根值。来源：GB/T135842011,3.5,有修改3.8响应时间responsetime探测器对电磁波响应的延迟时间，包括上升时间和下降时间。注1:上升时间是指电磁波入射到探测器后，扣除探测器的暗电信号，探测器输出电信号从最大稳定值的1噩上升至20%所需的时间。注2:下降时间是指入射到探测器的电磁波关闭后，扣除探测器的暗电信号，探测器输出电信号从最大稳定值的90%下降到

7、10%所需的时间。来源：GB/T135842011,3.9,有修改3.9非ttlSnonlinearity随入射电磁波的功率或能量变化，探测器输出电信号与入射电磁波功率或能量的拟合直线，和探测器输出曲线的偏离程度。来源：GB/T76652005,3.5.1.55,有修改3.10重复性repeatability在一段短的时间间隔内，并在相同的工作条件下，探测器对同一束电磁波重复测量，输出稳定电信号之间的分散程度。来源：GB/T184592001,2.3,有修改4原理热电型太赫兹探测器参数测试装置的基本配置见图1,将待测热电型太赫兹探测器安装在可上、下、左、右移动的夹持器中，以便调节不同的测试位置

8、。1太赫兹源；2 一斩光器；3 4太赫兹可变衰减器;5 太赫兹分束镜；6 太赫兹会聚系统；7参考太赫兹功率计；8监测太赫兹功率计；9待测热电型太赫兹探测器;10前置放大器；11一示波器或万用表；12导轨。图1热电型太赫兹探测器弁数测试原理图通过太赫兹可变衰减器将一台高性能、稳定输出的太赫兹源，调整到期望的脉冲能量或连续功率。太赫兹分束镜把太赫兹辐射分为两束，束太赫兹辐射会聚到太赫兹会聚系统焦平面处，通过调节保证待测热电型太赫兹探测器或参考太赫兹功率计的光敏面在该平面内，并且太赫兹光束入射到待测热电型太赫兹探测器或参考太赫兹功率计的光敏面中心，使用示波器或万用表测试待测热电型太赫兹探测器的输出电

9、信号，待测热电型太赫兹探测器与参考太赫兹功率计可通过导轨互换位置；另一束太赫兹辐射会聚到位于太赫兹会聚系统焦平面处的监测太赫兹功率计，监测太赫兹源输出的稳定性，通过调节保证太赫兹光束入射到监测太赫兹功率计的光敏面中心。太赫兹源宜选择输出为连续辐射的光源，参考太赫兹功率计和监测太赫兹功率计宜选择基于热电堆探测器的太赫兹功率计，以便完成连续辐射和脉冲辐射的功率测试。当待测对象为太赫兹热电堆探测器时，可不使用斩光器；当待测对象为太赫兹热释电探测器或太赫兹微测热辐射计时，应在太赫兹源后面放置斩光器，斩光器的斩光频率应在待测热电型太赫兹探测器的调制频率范围内。当待测热电型太赫兹探测器输出电信号小于或等于

10、示波器或万用表的本底噪声时，应使用前置放大器对输出电信号放大后测试，此时待测热电型太赫兹探测器输出电信号，为示波器或万用表的测试值与前置放大器增益的比值。当待测热电型太赫兹探测器的响应时间大于或等于IS时，宜使用挡光板测试响应时间，否则宜使用斩光器测试响应时间。经过斩光器之后脉冲辐射的上升时间和下降时间，应远小于待测热电型太赫兹探测器的上升时间和下降时间。5试验条件试验条件应满足以下要求：a）温度：235;b）相对湿度：W60%;c）风速：0.2ns;d）海拔高度（气压）:Om1350m。6仪器设备测试热电型太赫兹探测器参数使用的仪器设备满足下列要求：a）太赫兹源、太赫兹可变衰减器、太赫兹分束

11、镜、太赫兹会聚系统、参考太赫兹功率计和监测太赫兹功率计，都应与待测热电型太赫兹探测器具有相同的工作波长：b）试验所用测量仪器设备应经过计量检定机构检定合格，并在有效期内；c）太赫兹源输出稳定性应优于2%10min;d）太赫兹可变衰减器、太赫兹分束镜和太赫兹会聚系统应不影响太赫兹辐射稳定性，通过太赫兹可变衰减器、太赫兹分束镜和太赫兹会聚系统的太赫兹辐射仍能满足C）的允差要求；e）参考太赫兹功率计和监测太赫兹功率计的响应时间应小于或等于3s;D斩光器的斩光频率应涵盖1Hz-IkHz;g）频谱分析仪的频率范围应涵盖3Hz-IMHz;h）示波器的最低灵敏度应WImV/div;i）万用表应具有直流电压、

12、交流电压测试功能，数字分辨率应优于7%;j）太赫兹傅里叶光谱仪应具有反射率测试功能；k）太赫兹时域光谱仪应具有反射率测试功能；1）游标卡尺的测量范围应涵盖Omm100mm;m）光学显微镜的放大倍数为40倍1500倍，X、丫方向可调，调节精度为1/口m,测微目镜分度值为0.5Um,标准分划板分度值为0.5um,内置可转棱镜自由选择方向。7样品测试样品为热电型太赫兹探测器，测试样品的存储、清洁和准备应按照样品使用说明执行，并放在适当的样品夹持器内，避免对样品造成损伤。测试样品的光敏面直径（或对角线）应大于或等于入射太赫兹光束直径的5倍。8试验步骤8.1 光敏面面积使用光学显微镜按照GB/T1358

13、4-2011中6.7.1规定的步骤，测量待测热电型太赫兹探测器在X方向与Y方向的光敏面尺寸，或使用游标卡尺测量待测热电型太赫兹探测器在X方向与丫方向的光敏面尺寸，测量n（n3）组数据。测量数据记录表示例见附录Ao8.2 响应度热电型太赫兹探测器在波长入。处的响应度测试步骤：a）将参考太赫兹功率计放入光路，移出挡光板，记录参考太赫兹功率计和监测太赫兹功率计的测量值；b）将待测热电型太赫兹探测器放入光路，移入挡光板，记录待测热电型太赫兹探测器的暗电压，移出挡光板，记录待测热电型太赫兹探测器的信号电压，以及监测太赫兹功率计的测量值；c）重复步骤a）步骤b）,测量n（n3）组数据。测量数据记录表示例见

14、附录Ao8.3 蘸热电型太赫兹探测器的光谱响应度测试步骤：a）按照8.2的要求测量待测热电型太赫兹探测器在波长入。处的响应度；b）使用太赫兹时域光谱仪或太赫兹傅里叶光谱仪，测量热电型太赫兹探测器光敏面在波长入一入2的反射率，其中入IW入映。测量数据记录表示例见附录Ao8.4 噪声等效功率热电型太赫兹探测器在波长入。处的噪声等效功率测试步骤：a）按照8.2的要求测量待测热电型太赫兹探测器在波长入。处的响应度：b）按照图2搭建热电型太赫兹探测器的噪声测试装置，设置频谱分析仪的中心频率、扫宽、通道带宽、分辨率带宽和视频带宽，通道带宽应大于零，扫宽应大于或等于通道带宽，测量待测热电型太赫兹探测器和前置

15、放大器的总噪声功率，若步骤a）使用了斩光器，频谱分析仪的中心频率应与斩光频率保持一致；c）把前置放大器的输入端短路，测量前置放大器的噪声功率。测量数据记录表示例见附录Ao标引序号说明：1待测热电型太赫兹探测器；4频谱分析仪:2光屏蔽盒；5电源。3前置放大器；图2热电型太赫兹探测器噪声测试原理图8.5 探测率热电型太赫兹探测器在波长。处的探测率测试步骤：a）按照8.1的要求测量待测热电型太赫兹探测器的光敏面面积；b）按照8.4的要求测量待测热电型太赫兹探测器在波长入。处的噪声等效功率。测量数据记录表示例见附录Ao8.6 响应时间热电型太赫兹探测器的响应时间测试步骤：a）若测试过程未使用斩光器，移出挡光板测试上升时间，待测热电型太赫兹探测器输出电