Facility for Spectral Responsivity Measurements of Infrared Detectors
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2006
Department
Major/Subject
Mittaustekniikka
Mcode
S-108
Degree programme
Language
en
Pages
vi + 48
Series
Abstract
Infrapunasäteily on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on 750 nm - 1 mm, alkaen heti näkyvän valon aallonpituusalueen yläpuolelta. Kaikki kappaleet, joiden lämpötila on absoluuttisen nollapisteen yläpuolella lähettävät infrapunasäteilyä Planckin lain mukaisesti. Tämän työn kannalta kiinnostava alue on lähi-infrapuna-alue, jonka voidaan katsoa käsittävän alueen 750 - 5000 nm. Viime vuosikymmenien aikana tapahtunut infrapunateknologian nopea yleistyminen on synnyttänyt kysyntää infrapuna-alueen detektorien kalibroinnille. Infrapunateknologian käyttöalueita ovat muun muassa kaasuilmaisu, pimeänäkö, lämpökuvaus, lääketieteelliset sovellukset sekä tietoliikennesovellukset. Tässä työssä kehitettiin ja karakterisoitiin laitteisto infrapunadetektorien absoluuttisen spektrisen vasteen kalibrointiin. Laitteistosta voidaan erottaa kolme pääosaa: säteilylähde sekä siihen liittyvä optiikka, monokromaattori, sekä havainnointiosa, johon kuuluvat detektorien lisäksi infrapunasäteilyn detektoriin fokusoiva optiikka. Mittausprosessi perustuu vertailumenetelmään, jossa kalibroitavan detektorin vastetta verrataan tunnetun, kalibroidun referenssidetektorin vasteeseen. Testidetektorin vaste pystytään tämän jälkeen laskemaan vasteiden keskinäisen suhteen avulla. Spektrisen vasteen määrittämiseksi prosessi toistetaan halutuin välein yli koko kalibroitavan aallonpituusalueen. Saatavan mittausdatan perusteella voidaan vastespektri määrittää mitatulle aallonpituusalueelle. Koko mittausprosessi on automatisoitu tietokonetta apuna käyttäen. Laitteiston avulla kalibroitiin kaksi infrapunadetektoria, valmistusmateriaaleina indiumarsenidi ja lyijyselenidi, aallonpituusalueelle 1000 - 2500 nm. Referenssidetektorina käytettiin pyrosähköistä radiometriä InAs-detektorille, ja näin kalibroitua InAs-detektoria puolestaan käytettiin referenssinä PbSe-detektorille. Kalibroinnin mittausepävarmuudeksi laskettiin 1.88% (k=2) InAs-detektorille ja 3.32% (k=2) PbSe-detektorille.Description
Supervisor
Ikonen, ErkkiThesis advisor
Manoocheri, FarshidKeywords
infrared, infrapuna, detector, detektori, calibration, kalibrointi, spectral responsivity, spektrinen vaste