Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения
Рассмотрены трудности, возникающие при измерении интегральной чувствительности фотоприемников в различных спектральных диапазонах (в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях). Предложены пути решения проблем использования источников с разными спектральными характеристиками и приведены резул...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100521 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения / И.В. Докторович, В.Н. Годованюк, В.Г. Юрьев, В.Г. Житарюк // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2015. — № 2-3. — С. 53-60. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859607009564819456 |
|---|---|
| author | Докторович, И.В. Годованюк, В.Н. Юрьев, В.Г. Житарюк, В.Г. |
| author_facet | Докторович, И.В. Годованюк, В.Н. Юрьев, В.Г. Житарюк, В.Г. |
| citation_txt | Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения / И.В. Докторович, В.Н. Годованюк, В.Г. Юрьев, В.Г. Житарюк // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2015. — № 2-3. — С. 53-60. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Рассмотрены трудности, возникающие при измерении интегральной чувствительности фотоприемников в различных спектральных диапазонах (в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях). Предложены пути решения проблем использования источников с разными спектральными характеристиками и приведены результаты исследований метрологических характеристик разработанных методик проведения таких измерений.
Розглянуто проблеми, які виникають при вимірюванні інтегральної чутливості фотоприймачів (ФП) у різних спектральних діапазонах. Проблемою вимірювань за стандартизованими методиками у видимій та ІЧ-області спектра є використання джерел з різним спектральним складом потоку (це, в першу чергу, лампи розжарювання і абсолютно чорні тіла). Для забезпечення однаковості виконання вимірювань виробниками та споживачами ФП в цьому діапазоні в роботі надано рекомендації з використання конкретних засобів вимірювальної техніки. Також проведено аналіз і дано оцінку перевагам та недолікам використовуваних засобів вимірювань, приведено метрологічні характеристики використовуваних методик, визначено причини зростання похибок вимірювань і можливі шляхи їх зменшення. Ці рекомендації дозволять спеціалістам визначати рівень виконуваних ними вимірювань та підібрати оптимальний варіант засобів вимірювань. Що стосується вимірювань інтегральної чутливості ФП УФ-діапазону, тут проблеми значно складніші, оскільки виробництво УФ-приймачів метрологічно не забезпечено — відсутні як нормативна документація, так і контрольні фотоприймачі. Автори приводять результати досліджень методик вимірювань, розглядаючи різні типи джерел випромінювання, їх недоліки та переваги; розглядають методики і похибки вимірювань інтегральної чутливості ФП УФ-діапазону.
The research work deals with the problems in measurement of integral sensitivity of photodetectors, which arise while using them in standard methods of visible and infrared radiation of the sources of radiation with different spectral composition of the flow. First of all, it is the usage of incidence lamps and of absolute black body. To provide the unity of carrying out the measurements by producers and users of photodetectors, the specific methods with the appliance of specific means of measuring equipments are recommended in this research work. The analysis and the assessment of the advantages and disadvantages of the means of measurement which are used are done in this work. Also, metrological characteristics of the methods which are used, the reasons of increasing errors and possible ways of their decreasing are provided. The work’s results give specialists the opportunity to determine the level of the measurements done by them or to choose the optimal variant of measuring means. It is more difficult to solve the problems in measuring integral sensitivity of photodetectors which are sensitive in ultra-violet range. The production of ultra-violet detectors is not metrologically based — standard documents and control photodetectors are not provided. The authors of the article give the results of researching the methods of measuring, analyzing different types of radiation sources, their disadvantages and advantages; give the methods and errors of measuring of integral sensitivity of photodetectors of ultra-violet range.
|
| first_indexed | 2025-11-28T05:05:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 2–3
53
ÌÅÒÐÎËÎÃÈЯ. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈЯ
ISSN 2225-5818
ÓÄÊ 551.510.534621.383.52
И. В. ДОКТОРОВИЧ, д. т. н. В. Н. ГОДОВАНЮК, В. Г. ЮРЬЕВ, к. ф.-м. н. В. Г. ЖИТАРЮК*
Óêðàèíà, г. Чеðíовцы, ЦКБ «Рèтм»;
*Чеðíовèцêèй íàцèоíàльíый уíèвеðсèтет èмеíè Юðèя Федьêовèчà
E-mail: rhythm@chv.ukrpack.net
ПРОБЛЕМЫ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ ИНТЕГРАЛЬНОЙ
ЧÓВСТВИТЕЛЬНОСТИ ФОТОПРИЕМНИКОВ
И НЕКОТОРЫЕ ПÓТИ ИХ РЕШЕНИЯ
Рàзðàботчèêè фотопðèемíèêов (ФП), пðед-
íàзíàчеííых для ðàзлèчíых спеêтðàльíых дè-
àпàзоíов, пðè èзмеðеíèè èх èíтегðàльíой чув-
ствèтельíостè зàчàстую стàлêèвàются с пðобле-
мой зíàчèтельíого ðàзбðосà получàемых зíàче-
íèй. Несмотðя íà то, что теðмèí «èíтегðàльíàя
чувствèтельíость ФП» стàíдàðтèзèðовàí, соб-
ствеííо пðоцедуðà выполíеíèя èзмеðеíèй чув-
ствèтельíостè полíà íеявíых фàêтоðов, влèя-
ющèх íà ðезультàт.
Для вèдèмой è ИК-облàстей существует íà-
боð стàíдàðтèзовàííых èсточíèêов èзлучеíèя,
è здесь возíèêàет потðебíость повышеíèя точ-
íостè выполíеíèя èзмеðеíèй. Этè вопðосы àв-
тоðы ðешàют методèчесêè, èсследуя пðоцеду-
ðы выполíеíèя èзмеðеíèй с точêè зðеíèя ме-
тðологèчесêèх хàðàêтеðèстèê è выðàбàтывàя
ðеêомеíдàцèè по èзмеðèтельíым устàíовêàм è
пðèмеíеíèю êоíêðетíых методèê. Пðè èзмеðе-
íèях пàðàметðов ФП пðоблемíым в метðоло-
гèчесêом смысле является ÓФ-дèàпàзоí, è воз-
íèêàющèе пðè этом пðоб лемы àвтоðы ðешàют,
пðèмеíяя íестàíдàðтíые èзмеðèтельíые устà-
íовêè è методèêè.
В íàстоящей стàтье пðèведеíы íеêотоðые ðе-
зультàты èсследовàíèй, пðоводèмых àвтоðàмè
в этой облàстè, à тàêже метðологèчесêèе хàðàê-
теðèстèêè ðàзðàботàííых методèê выполíеíèя
уêàзàííых èзмеðеíèй в ðàзлèчíых спеêтðàль-
íых дèàпàзоíàх.
Вíàчàле остàíовèмся íà вопðосàх, связàí-
íых с èзмеðеíèямè èíтегðàльíой чувствèтель-
íостè ФП.
Под чувствèтельíостью фотопðèемíèêà S
поíèмàют его ðеàêцèю íà действèе пàдàюще-
го оптèчесêого èзлучеíèя — фототоê èлè фо-
тоíàпðяжеíèе íà выходе ФП. Пðè этом пàдà-
Рàññмîтðåны тðуднîñти, вîзникàющиå пðи измåðåнии интåгðàльнîй чувñтвитåльнîñти фîтîпðи-
åмникîв в ðàзличных ñпåктðàльных диàпàзîнàх (в инфðàкðàñнîй, видимîй и ультðàфиîлåтîвîй îб-
лàñтях). Пðåдлîжåны пути ðåшåния пðîблåм иñпîльзîвàния иñтîчникîв ñ ðàзными ñпåктðàльными
хàðàктåðиñтикàми и пðивåдåны ðåзультàты иññлåдîвàний мåтðîлîгичåñких хàðàктåðиñтик ðàзðà-
бîтàнных мåтîдик пðîвåдåния тàких измåðåний.
Ключåвыå ñлîвà: фîтîпðиåмники, интåгðàльнàя чувñтвитåльнîñть, фîтîэлåктðичåñкиå пàðàмå-
тðы, пðîвåдåниå измåðåний, ИК, УФ, видимый диàпàзîн, пîгðåшнîñть измåðåний.
ющее оптèчесêое èзлучеíèе может быть зàдàíо
в эíеðгетèчесêèх èлè световых едèíèцàх пото-
êà èзлучеíèя.
В зàвèсèмостè от спеêтðàльíого состàвà èз-
лучеíèя ðàзлèчàют моíохðомàтèчесêую (Sl)
èлè èíтегðàльíую (Sèíт) чувствèтельíость.
Иíтегðàльíàя чувствèтельíость ФП — это чув-
ствèтельíость ФП ê íемоíохðомàтèчесêому èз-
лучеíèю зàдàííого спеêтðàльíого состàвà [1],
êотоðàя опðеделяется соотíошеíèем
,S
I
dèíò
1
2
λ
Φ=
λ
λ
λ
λ
# (1)
где Il — фототоê;
Фl — пàдàющèй íà ФП оптèчесêèй потоê èзлу-
чеíèя;
l1, l2 — íàчàло è êоíец спеêтðàльíого дèàпàзоíà.
Посêольêу èíтегðàльíàя чувствèтельíость зà-
вèсèт от спеêтðàльíого состàвà потоêà èзлуче-
íèя, пðè ее опðеделеíèè оговàðèвàется пðèðодà
èсточíèêà èзлучеíèя. Стàíдàðт, êотоðый опðе-
деляет методы èзмеðеíèя фотоэлеêтðèчесêèх пà-
ðàметðов ФП, устàíàвлèвàет, что тèп èсточíèêà
èзлучеíèя должеí выбèðàться с учетом тðебовà-
íèй техíèчесêèх условèй для êоíêðетíого тèпà
ФП [2]. Одíàêо ðàзíообðàзèе èсточíèêов èзлу-
чеíèя создàет сеðьезíые пðоблемы пðè опðеделе-
íèè èíтегðàльíой велèчèíы потоêà èзлучеíèя è,
соответствеííо, пðè опðеделеíèè èíтегðàльíой
чувствèтельíостè ФП. В вышеуêàзàííом стàí-
дàðте для ФП, чувствèтельíых в èíфðàêðàсíой
(ÈК) облàстè спеêтðà, в êàчестве èсточíèêà èз-
лучеíèя ðеêомеíдуется èспользовàть àбсолютíо
чеðíое тело (ÀЧÒ) с темпеðàтуðой полостè 500±2
èëè 1273±15 Ê; дëÿ ФП, чóâñòâèòåëьíыõ â âèдè-
мой облàстè è в блèжíей èíфðàêðàсíой, — лàм-
DOI: 10.15222/TKEA2015.2-3.53
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 2–3
54
ÌÅÒÐÎËÎÃÈЯ. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈЯ
ISSN 2225-5818
пы íàêàлèвàíèя тèпà СИС èлè РН пðè цветовой
темпеðàтуðе Тц=2856±100 Ê [2]. Чòî жå êàñàåòñÿ
ультðà фèолетовой (УФ) облàстè, то тут íет дàже
ðеêомеíдàцèй по тèпàм èзлучàтелей, êотоðые
следует пðèмеíять пðè èзмеðеíèях.
Отíосèтельíо èмеющèхся èсточíèêов èзлу-
чеíèя можíо сêàзàть, что оíè лèбо мàломощíы,
ëèбî îчåíь íåñòàбèëьíы [3, 4], è ýòî ïðåдñòàâ-
ляет сеðьезíую пðоблему, êотоðàя может быть
ðешеíà тольêо цеíтðàльíымè метðологèчесêèмè
службàмè. Аíàлогèчíàя сèтуàцèя è с этàлоííы-
мè фотопðèемíèêàмè.
Тепеðь пеðейдем ê ðàссмотðеíèю пðоблем,
возíèêàющèх пðè èзмеðеíèè èíтегðàльíой чув-
ствèтельíостè ФП, à тàêже путей èх ðешеíèя,
пðедíàзíàчеííых для ðàзíых облàстей спеêтðà.
Фотоприемники, чувствительные в средней
и дальней ÈК-области
К фотопðèемíèêàм, чувствèтельíым в сðед-
íей è дàльíей ИК-облàстè, отíосятся боломе-
тðы, пèðоэлеêтðèчесêèе è теðмоэлеêтðèчесêèе
пðèемíèêè, пðèемíèêè Голея, пðèемíèêè íà
осíове PbS, PbSe, InSb, InAs, Hg1–xCdxTe è дð.
Для èзмеðеíèя èíтегðàльíой чувствèтельíостè
тàêèх ФП пðèмеíеíèе лàмп íàêàлèвàíèя в êà-
честве èсточíèêов èзлучеíèя мàлоэффеêтèвíо,
посêольêу длèííоволíовой êðàй пðопусêàíèя èх
стеêляííых êолб огðàíèчèвàется длèíой волíы
2,5 мêм, в этом случàе íеобходèмо èспользовàть
АЧТ. Пðè этом следует èметь в вèду, что àбсо-
лютíо чеðíое тело существует тольêо теоðетè-
чесêè, à íà пðàêтèêе пользуются его моделью
с êоэффèцèеíтом èзлучеíèя, блèзêèм ê едèíè-
це (êàê пðàвèло, íе меíьше 0,98). Поэтому под
АЧТ будем подðàзумевàть «сеðое тело» èлè «се-
ðый èзлучàтель».
Нà сегодíяшíèй деíь в мèðе создàíо большое
êолèчество ðàзíых вèдов êоíстðуêцèй АЧТ, êо-
тоðые отлèчàются своèмè техíèчесêèмè è метðо-
логèчесêèмè хàðàêтеðèстèêàмè. В Óêðàèíе шè-
ðîêî èñïîëьзóюò èзëóчàòåëè Ê19.532 ñ бëîêîм
ðåãóëèðîâàíèÿ òåмïåðàòóðы Ê15.742 è èзëóчà-
òåëè Ê21.532 ñ бëîêîм Ê22.742. Êîíñòðóêòèâíî
дàííые èсточíèêè èзлучеíèя пðедстàвляют со-
бой отдельíые блоêè, êотоðые могут быть èс-
пользовàíы пðè èсследовàíèях пàðàметðов
ИК-фотопðèемíèêов любого тèпà. Пðè èзме-
ðеíèях пàðàметðов ФП, êотоðые охлàждàют-
ся с помощью сжèжеííых гàзов, АЧТ êðепèт-
ся веðтèêàльíо, пðè íàпðàвлеíèè потоêà èзлу-
чеíèя свеðху вíèз èлè сíèзу ввеðх, для дðугèх
ФП — гоðèзоíтàльíо.
Óêàзàííые èсточíèêè èзлучеíèя удобíы для
ðàзðàботчèêов ИК-фотопðèемíèêов. С èх помо-
щью могут быть èсследовàíы, íàпðèмеð, следу-
ющèе хàðàêтеðèстèêè:
— èíтегðàльíàя чувствèтельíость в дèàпàзо-
íå òåмïåðàòóðы ïîëîñòè АЧÒ îò 323 дî 1273 Ê;
— эíеðгетèчесêàя хàðàêтеðèстèêà чувствè-
тельíостè пðè èзмеíеíèè потоêà èзлучеíèя от
его поðогового зíàчеíèя Фп до 104Фп;
— íестàбèльíость чувствèтельíостè ФП íà
пðотяжеíèè всего вðемеíè íепðеðывíой ðàботы;
— чàстотíàя хàðàêтеðèстèêà чувствèтельíо-
стè пðè èзмеíеíèè чàстоты модуляцèè потоêà
èзлучеíèя от 20 Гц до 100 êГц;
— зàвèсèмость чувствèтельíостè от темпеðà-
òóðы â дèàïàзîíå îò –60 дî 80°С.
Пðè èсследовàíèях пàðàметðов ФП пðè мо-
дулèðовàííом потоêе èзлучеíèя ðеêомеíдует-
ся èспользовàть модулятоð АДБ7.0089 с бло-
êîм ïèòàíèÿ òèïà Б5-45; âîëьòмåòð òèïà В3-38,
В3-39 èëè ñåëåêòèâíыé óñèëèòåëь Ó2-8, В6-9.
Для сеðèйíых ФП лучше èспользовàть устàíов-
êó Ê54.410 ñ îдíèм èз âышåïðèâåдåííыõ èñòîч-
íèêîâ èзëóчåíèÿ (Ê19.532 èëè Ê21.532).
Стðуêтуðíàя схемà è осíовíые пàðàметðы
устàíовêè для èзмеðеíèя èíтегðàльíой чувствè-
тельíостè ФП пðèведеíы íà рис. 1 è в табл. 1
соответствеííо.
Пðè опðеделеíèè èíтегðàльíой чувствèтель-
íостè фотопðèемíèêов шèðоêо èспользуют ме-
тод сðàвíеíèя èх пàðàметðов с пàðàметðàмè од-
íотèпíого этàлоííого ФП. Нàпðèмеð, èзмеðèв
пðè одèíàêовых условèях è ðежèмàх фотосèг-
íàл с этàлоííого (Uэ) è èсследуемого (Uè) ФП,
чувствèтельíость èзмеðяемого (Sè) ФП можíо
опðеделèть соотíошеíèем
,S S
U
U
è ý
ý
è= (2)
где Sэ — чувствèтельíость этàлоííого ФП.
Одíàêо, посêольêу чувствèтельíость ИК ФП
существеííо зàвèсèт от темпеðàтуðы оêðужàю-
щей сðеды, íàпðяжеíèя пèтàíèя ФП, èзмеíеíèй
спеêтðàльíого состàвà потоêà èзлучеíèя è, êðо-
ме этого, èзмеíяется со вðемеíем (тàê íàзывà-
емое стàðеíèе пðèемíèêà), íà пðàêтèêе для èз-
меðеíèя чувствèтельíостè èспользуется àíàлè-
тèчесêèй метод — пðè èзвестíой темпеðàтуðе è
ðàзмеðàх выходíой дèàфðàгмы АЧТ ðàссчèты-
вàется потоê èзлучеíèя (Ф) èлè эíеðгетèчесêàя
освещеííость (Еэ), êотоðую оí создàет.
Эíеðгетèчесêàя освещеííость ФП ðàссчèты-
вàется по èзвестíым в фотометðèè соотíошеíè-
ям, íàпðèмеð для опðеделеíèя освещеííостè,
Рèс. 1. Стðуêтуðíàя схемà устàíовêè для èзмеðеíèя
фотоэлеêтðèчесêèх пàðàметðов ФП:
1 — АЧТ; 2 — мехàíèчесêèй модулятоð; 3 — èсследуе-
мый ФП в êоíтàêтíом устðойстве; 4 — пðедусèлèтель;
5 — вольтметð; 6 — блоê ðегулèðовàíèя темпеðàтуðы
АЧТ; 7 — блоê ðегулèðовàíèя è стàбèлèзàцèè чàстоты
модуляцèè потоêà èзлучеíèя; 8 — блоê пèтàíèя ФП;
9 — блоê пèтàíèя пðедусèлèтеля
(поз. 1, 2, 4—9 âõîдÿò â ñîñòàâ óñòàíîâêè Ê54.410)
1 2 3 4 5
6 7 8 9
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 2–3
55
ÌÅÒÐÎËÎÃÈЯ. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈЯ
ISSN 2225-5818
создàвàемой точечíым èсточíèêом èзлучеíèя.
Нàпомíèм, что точечíым счèтàется èсточíèê,
êогдà ðàсстояíèе (L) между его дèàфðàгмой è
фоточувствèтельíым элемеíтом ФП зíàчèтель-
íо больше ðàзмеðов (d) дèàфðàгмы èлè ФЧЭ:
L≥(5...10)d, à ðàспðеделеíèе èзлучеíèя АЧТ
соответствует зàêоíу Лàмбеðтà: êосèíусíое ðàс-
пðеделеíèе эíеðгетèчесêой сèлы светà. Для АЧТ
ðàзíой êоíстðуêцèè ðàспðеделеíèе èзлучеíèя
АЧТ соответствует зàêоíу Лàмбеðтà в пðеделàх
óãëîâ 5—10°.
В óñòàíîâêå Ê54.410 êîíñòðóêòèâíî ñîздàíы
условèя для обеспечеíèя точечíостè èзлучеíèя:
ðàсстояíèе между дèàфðàгмой АЧТ è ФЧЭ со-
ñòàâëÿåò 300 мм, мàêñèмàëьíыé ðàзмåð дèàфðàã-
мы dmax=8 мм, ðàспðеделеíèе èзлучеíèя АЧТ
соответствует зàêоíу Лàмбеðтà пðè дèàметðе
светового пятíà, êотоðый íе пðевышàет 50 мм.
В êàчестве ðеêомеíдàцèè ðàзðàботчèêу ИК
ФП можем посоветовàть: пðè сбоðêе èзмеðèтель-
íой схемы (мàêетà устàíовêè) с èспользовàíè-
åм АЧÒ Ê19.532 èëè Ê21.532 íåîбõîдèмî óчè-
тывàть ðàзмеðы ФЧЭ ФП è дèàфðàгмы АЧТ,
чтобы обеспечèть уêàзàííые условèя точечíостè
èзлучеíèя. Следует отметèть, что тàêèе èзмеðè-
тельíые схемы обеспечèвàют èзмеðеíèе фото-
элеêтðèчесêèх пàðàметðов ФП в более шèðоêèх,
чåм Ê54.410, дèàïàзîíàõ èзмåíåíèÿ óñëîâèé è
ðежèмов èзмеðеíèй, одíàêо èх êоíстðуêтèвíàя
íезàвеðшеííость пðèводèт ê дополíèтельíым зà-
тðàтàм è íеудобствàм. В то же вðемя, íесмотðя
íà òî, чòî ïàðàмåòðы óñòàíîâêè Ê54.410 îãðàíè-
чèвàют возможíостè ее èспользовàíèя пðè èс-
следовàíèях пàðàметðов ФП, оíà шèðоêо èс-
пользуется пðè сеðèйíом пðоèзводстве ИК ФП,
посêольêу является зàвеðшеííым сðедством èз-
меðèтельíой техíèêè.
Пðè выполíеíèè тðебовàíèй ê точечíостè èс-
точíèêà èзлучеíèя эíеðгетèчесêàя освещеííость
опðеделяется êàê
( – )
E
L
T T F
e 2
4
0
4
π
σ
= [Вт/см2], (3)
где σ — постояííàя Стефàíà-Больцмàíà,
σ=5,67∙10–12 Вò∙ñм–2∙Ê–4;
Т, Т0 — зíàчеíèя темпеðàтуðы полостè АЧТ è мо-
дулятоðà соответствеííо, К;
F — площàдь отвеðстèя дèàфðàгмы АЧТ, см2.
После èзмеðеíèя íàпðяжеíèя фотосèгíàлà U
(в В) можíо опðеделèть èíтегðàльíую чувствè-
тельíость ИК ФП ê èзлучеíèю АЧТ по фоðмуле
S
E K A
U
èíò
å ïó
= [В/Вò], (4)
где Кпу — êоэффèцèеíт усèлеíèя пðедусèлèтеля;
А — площàдь ФЧЭ, см2.
В зàвèсèмостè от выбðàííых сðедств èзмеðè-
тельíой техíèêè, ðежèмов è условèй пðоведе-
íèя èзмеðеíèй осíовíàя отíосèтельíàя погðеш-
íость опðеделеíèя èíтегðàльíой чувствèтельíо-
стè пðè èспользовàíèè ðàссмотðеííого методà
íàходèтся в пðеделàх от ±10 до ±15%.
Тàблèцà 1
Оñнîвныå пàðàмåтðы уñтàнîвîк для измåðåния интåгðàльнîй чувñтвитåльнîñти ИК ФП
Пàðàметð Óñòàíîâêà Ê54.410 Измеðèтельíàя схемà íà
бàзå Ê19.532 èëè Ê21.532
Òåмïåðàòóðà ïîëîñòè АЧÒ, °С 50—1000
Рàзмеð смеííых дèàфðàгм, мм 0,6; 1,2; 2,4; 4,8; 8 0,3; 0,6; 1,2; 2,4; 4,8; 8
Эíеðгетèчесêàя освещеííость ФЧЭ* (пðè обеспече-
íèè точечíостè èзлучеíèя), Вт/м2 îò 1∙10–4 до 2,5 îò 1∙10–6 дî 1∙102
Чàстотà модуляцèè потоêà èзлучеíèя (fмод), Гц
400; 800; 1200 от 20 Гц до 100 êГц
Резоíàíсíàя чàстотà пðедусèлèтеля (fðез), Гц
Эêвèвàлеíтíàя полосà пðопусêàíèя пðедусèлèтеля,
% от fðез
8—10 4—6
Нàпðяжеíèе шумà пðè Rí = 50 êОм, мêВ, íе более 0,7 0,1
Нестàбèльíость пðедусèлèтеля чеðез 8 ч, %, íе более 2,0 2,0
Сопðотèвлеíèе ðезèстоðов íàгðузêè в цепè ФП от 50 до 1750 êОм
Погðешíость èзмеðеíèй íàпðяжеíèя сèгíàлà, %,
íе более ±3
Нàпðяжеíèе пèтàíèя ФЧЭ, В до 100
Рàсстояíèе между АЧТ è ФЧЭ, мм 300 îò 50 дî 3000
* ФЧЭ — фоточувствèтельíый элемеíт.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 2–3
56
ÌÅÒÐÎËÎÃÈЯ. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈЯ
ISSN 2225-5818
Фотоприемники, чувствительные в видимой и
ближней ÈК-области
Для ФП, чувствèтельíых в вèдèмой è блèж-
íåé ИÊ-îбëàñòÿõ (0,4 — 3,0 мêм), íåîбõîдèмы
АЧÒ ñ òåмïåðàòóðîé ïîëîñòè íå мåíåå 3000 Ê.
Следует отметèть, что тàêèе АЧТ являются до-
вольíо сложíымè, уíèêàльíымè è гðомоздêèмè
устðойствàмè è íèêàê íе могут быть èспользовà-
íы в пðомышлеííых условèях. Поэтому в êàче-
стве АЧТ шèðоêо èспользуют лàмпы íàêàлèвà-
íèя с телом íàêàлèвàíèя в вèде спèðàлè спецè-
àльíой фоðмы (рис. 2), что позволяет создàть
высоêèй уðовеíь потоêà èзлучеíèя è ðàвíомеð-
íое световое поле в плосêостè фоточувствèтель-
íого элемеíтà ФП.
В табл. 2 пðèведеíы осíовíые пàðàметðы èс-
точíèêов èзлучеíèя, êотоðые àттестуются метðо-
логàмè в êàчестве ðàбочèх сðедств èзмеðèтель-
íой техíèêè è èспользуются пðè èзмеðеíèях èí-
тегðàльíой чувствèтельíостè ФП.
Кàê уже отмечàлось, зíàчеíèе èíтегðàльíой
чувствèтельíостè зàвèсèт от тèпà èсточíèêà, по-
сêольêу это пàðàметð, êотоðый зàвèсèт íе толь-
êо от свойств ФП, íо è от спеêтðàльíой хàðàê-
теðèстèêè èзлучеíèя èсточíèêà. Нà пðàêтèêе
èспользуют лàмпы íàêàлèвàíèя, àттестовàííые
êàê стàíдàðтíые èсточíèêè с цветовой темпеðà-
туðой Тц = 2856 Ê (èñòîчíèê òèïà А), à èíòå-
гðàльíàя чувствèтельíость ФП опðеделяется ê
световому потоêу. Необходèмо отметèть, что по-
сêольêу большèíство ФП чувствèтельíы íе толь-
êо ê èзлучеíèю вèдèмого дèàпàзоíà, íо è зà его
пðеделàмè, èспользовàíèе в этом случàе свето-
вых едèíèц пðèобðетàет условíый хàðàêтеð, т. ê.
по опðеделеíèю оíè хàðàêтеðèзèðуют èмеííо вè-
дèмый спеêтð. Одíàêо пðè достàточíо стàбèль-
íой спеêтðàльíой хàðàêтеðèстèêе чувствèтель-
íостè ФП тàêàя сèстемà пàðàметðов пðèемле-
мà. Нà сегодíя опðеделеíèе èíтегðàльíой чув-
ствèтельíостè по отíошеíèю ê световому пото-
êу стàло общепðèíятым для фотоэлеêтðоííых
умíожèтелей, вàêуумíых фотоэлемеíтов, CdS- è
CdSe-фотоðезèстоðов, Si- è Ge-фотодèодов.
Измеðеíèе èíтегðàльíой чувствèтельíостè
пðоводèтся с èспользовàíèем èсточíèêà стà-
бèльíого íемодулèðовàííого потоêà èзлучеíèя
è пðецèзèоííого пðèбоðà для èзмеðеíèя фото-
сèгíàлà. Стðуêтуðíàя схемà устàíовêè èзобðà-
жеíà íà рис. 3.
Пðè íеèзмеííом ðàзмещеíèè èсточíèêà от-
íосèтельíо ФП велèчèíà èíтегðàльíой чувствè-
тельíостè опðеделяется соотíошеíèем
S
K
U
èíò
ïðΦ
= [А/лм], (5)
Рèс. 2. Фоðмы тел íàêàлèвàíèя лàмп тèпà КГМ
è РН6-7.5 (à) è РН12-100 (б)
à) б)
Тàблèцà 2
Оñнîвныå пàðàмåтðы иñтîчникîв излучåния [5, 6]
Пàðàметð èсточíèêà èзлучеíèя
Тèп èсточíèêà èзлучеíèя (лàмпы íàêàлèвàíèя)
КГМ12-100 ÊГМ24-150 ÊГМ24-250 РН6-7.5* РН12-100*
Цветовàя темпеðàтуðà Тц, К 3200 2850
Тоê лàмпы (пðè Тц), А 8,2—8,5 6,0—6,7 9,5—10,5 1,2—1,3 7,3—7,7
Нàпðяжеíèе пèтàíèя, В 12 24 24 6 12
Потðебляемàя мощíость, Вт 100 150 250 7.5 100
Сèлà светà, êд 130—140 180—210 280—340 8,2—8,7 125—135
Световой потоê, лм 3000 5000 8500 90 1750
Освещеííость ФЧЭ (пðè обеспе-
чеíèè точечíостè èзлучеíèя), лê 1—104 1—104 1—104 0,1—103 1—104
Рàзмеðы телà íàêàлèвàíèя, мм 2,3×4,0 2,9×5,8 3,5×6,5 1,0×1,5 ∅5
* Источники излучения, которые чаще других используются при измерении параметров ФП.
Рèñ. 3. Сòðóêòóðíàÿ ñõåмà óñòàíîâêè дëÿ èзмåðåíèÿ
èíтегðàльíой чувствèтельíостè ФП:
1 — èсточíèê èзлучеíèя (лàмпà íàêàлèвàíèя РН12-100
с Тц =2856 Ê); 2 — èзмеðèтельíый ФП в êоíтàêтíом
пðèспособлеíèè; 3 — пðеобðàзовàтель «тоê — íàпðяже-
íèе» (ППТН-2); 4 — âîëьòмåòð (В7-34А, В7-28); 5 —
блоê пèтàíèя лàмпы (Б5-21 с модулятоðом АДБ109.00);
6 — бëîê ïèòàíèÿ ФП (Б5-43)
1 2 3 4
5 6
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 2–3
57
ÌÅÒÐÎËÎÃÈЯ. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈЯ
ISSN 2225-5818
где Кпð — êоэффèцèеíт пðеобðàзовàíèя пðеобðà-
зовàтеля [7] (в чàстíостè, ППТН-2) со-
глàсíо его пàспоðту, В/А;
Φ — световой потоê, лм.
Световой потоê Ф опðеделяется êàê велèчè-
íà, êотоðàя ðàвíà сèле светà лàмпы íàêàлèвà-
íèя Іл в телесíом угле ω [8, c. 12—14]:
Ф=Ілω. (6)
Пðè сохðàíеíèè условèй точечíостè èсточ-
íèêà èзлучеíèя телесíый угол ω опðеделяет-
ся отíошеíèем площàдè ФЧЭ ФП ê êвàдðàту
ðàсстояíèя между ФП è èсточíèêом. Тогдà мо-
жем зàпèсàть
Ф=ІлА/L2. (7)
Тàêèм обðàзом, зíàя площàдь ФЧЭ, ðàссто-
яíèе между ФП è èсточíèêом èзлучеíèя, пà-
споðтíые дàííые, тàêèе êàê сèлà светà лàмпы
è êоэффèцèеíт пðеобðàзовàíèя пðеобðàзовàте-
ля, можíо опðеделèть èíтегðàльíую чувствè-
тельíость ФП ê èзлучеíèю èсточíèêà тèпà А.
Лàмпы íàêàлèвàíèя в осíовíом àттестуют
тольêо по цветовой темпеðàтуðе Тц èлè же по
цветовой темпеðàтуðе è сèле светà пðè уêàзàí-
íых в èх пàспоðте ðежèмàх пèтàíèя, пðè êото-
ðых воспðоèзводèтся Тц лàмпы. Зàчàстую пðè
èзмеðеíèях достàточíо èметь лàмпу, àттестовàí-
íую по цветовой темпеðàтуðе. Для опðеделеíèя
светового потоêà в тàêом случàе èспользуют фо-
òîмåòðы, íàïðèмåð ÒЕС0963, èëè ëюêñмåòðы-
фîòîмåòðы «Êâàðц-01», «Òåíзîð-26», Ю116,
èлè àттестовàííые по чувствèтельíостè фото-
метðèчесêèе головêè è дð. С помощью этèх
устðойств èзмеðяется освещеííость Е в плосêо-
стè ФЧЭ è пðè èзвестíой велèчèíе его площà-
дè А, опðеделяют световой потоê
Ф=ЕА. (8)
В пðоèзводствеííых условèях èзмеðеíèе пà-
ðàметðов ФП упðощàется, еслè èспользовàть ме-
тод сðàвíеíèя. Нàпðèмеð, в êàчестве êоíтðоль-
íого èспользуют фотопðèемíèê тàêого же тèпà
è с тàêèмè же спеêтðàльíымè хàðàêтеðèстèêà-
мè, что è èзмеðяемый. Иíтегðàльíàя чувствè-
тельíость ФП в этом случàе опðеделяется со-
отíошеíèем (2).
Для èзмеðеíèя фототоêà èлè фотоíàпðяже-
íèя èспользуется стàíдàðтíое обоðудовàíèе:
вольтметðы, àмпеðметðы, осцèллогðàфы è дð.
Одíàêо сеðèйíо èзготовлеííые èсточíèêè èз-
лучеíèя отсутствуют. Тàêое обоðудовàíèе создà-
ется пðоèзводèтелем ФП, т. е. является íестàí-
дàðтèзовàííым сðедством èзмеðèтельíых устà-
íовоê, что вíосèт дополíèтельíую погðешíость
пðè èзмеðеíèях èíтегðàльíой чувствèтельíостè.
Рàспðостðàíеííым элемеíтом устàíовоê яв-
ëÿåòñÿ фîòîмåòðèчåñêàÿ ñêàмьÿ òèïà ФСМ-4Ó,
êотоðàя осíàщеíà ðàзíого íàзíàчеíèя êàðетêà-
мè, пàтðоíàмè для êðеплеíèя лàмп íàêàлèвà-
íèя, эêðàíàмè è дð. è обеспечèвàет èзмеðеíèя
èíтегðàльíой чувствèтельíостè ФП пðè осве-
щåííîñòè îò 0,1 дî 5∙104 лê. Необходèмо отме-
тèть, что устàíовêà, собðàííàя íà бàзе сêàмьè
ФСМ-4Ó, ãðîмîздêàÿ, íåóдîбíàÿ дëÿ ðàбîòы
пðè сеðèйíом пðоèзводстве ФП, ê тому же тðе-
бует спецèàльíого (зàтемíеííого) помещеíèя.
Лучшèм вàðèàíтом осветèтеля является осве-
òèòåëь òèïà Ê22.410 ñ ëàмïîé íàêàëèâàíèÿ
РН12-100. Это блоê пðостой êоíстðуêцèè, в
êотоðом èсточíèê èзлучеíèя è èзмеðèтельíый
ФП èзолèðовàíы от влèяíèя фоíовых зàсветоê.
Освещеííость в плосêостè ФЧЭ ФП состàвляет
1000 лê без ослàбляющèх светофèльтðов è 100,
10, 1 лê пðè ослàблеíèè потоêà светофèльтðà-
мè. Дàííый осветèтель íàèболее удобеí пðè се-
ðèйíом пðоèзводстве ФП.
Пðè пðоèзводстве ФП пðèмеíяют è сложíые
по êоíстðуêцèè осветèтелè, íàпðèмеð осветèтель
АÄБ136.00, êîòîðыé èñïîëьзóåòñÿ â óñòàíîâêàõ
для èзмеðеíèя èíтегðàльíой чувствèтельíостè
в шèðоêом дèàпàзоíе èзмеíеíèя освещеííостей
— îò 1∙10–2 дî 1∙104 лê. Этот осветèтель явля-
ется уíèвеðсàльíым устðойством èзмеðèтельíой
техíèêè с высоêèмè метðологèчесêèмè хàðàêте-
ðèстèêàмè. Осíовíые его íедостàтêè — íèзêàя
пðодуêтèвíость è èсêàжеíèе спеêтðàльíого со-
стàвà потоêà èзлучеíèя.
Пðè èспользовàíèè устàíовоê, в состàв êо-
тоðых входят опèсàííые осветèтелè, отíосè-
тельíàя погðешíость èзмеðеíèя èíтегðàльíой
чувствèтельíостè íàходèтся в пðеделàх от ±5
до ±10%.
Фотоприемники, чувствительные
в УФ-диапазоне
Особый èíтеðес у ðàзðàботчèêов ФП вызы-
вàют èзмеðèтельíые пðèбоðы, êотоðые èмеют
спеêтðàльíые хàðàêтеðèстèêè чувствèтельíо-
стè, êоððèгèðовàííые под опðеделеííую фоð-
му. Тàê, спеêтð ультðàфèолетового дèàпàзо-
íà делèтся íà тðè облàстè: ÓФ-С — от 200 до
280 íм; ÓФ-В — îò 280 дî 315 íм; ÓФ-А — îò
315 дî 400 íм [9, 10]. Äëÿ ïðîâåдåíèÿ фîòîмå-
тðèчесêèх ðàсчетов è опðеделеíèя пðèгодíостè
ФП для той èлè èíой облàстè спеêтðà íеобхо-
дèмо èметь зíàчеíèя èíтегðàльíой чувствèтель-
íостè, одíàêо пðè ее опðеделеíèè возíèêàют
пðоблемы метðологèчесêого обеспечеíèя фото-
пðèемíèêàмè, чувствèтельíость êотоðых íе зà-
вèсèт от спеêтðàльíого ðàспðеделеíèя оптèче-
сêого èзлучеíèя.
В íоðмàтèвíой доêумеíтàцèè [2] íе пðèво-
дятся тèпы èсточíèêов, êотоðые могут быть àт-
тестовàíы è èспользовàíы для èзмеðеíèя èíте-
гðàльíой чувствèтельíостè ФП в ÓФ-дèàпàзоíе.
Из-зà íèзêой èíтеíсèвíостè лàмп íàêàлèвàíèя
в êàчестве èсточíèêов ÓФ-èзлучеíèя èспользу-
ют гàзоðàзðядíые лàмпы, íесмотðя íà то, что
оíè хàðàêтеðèзуются достàточíо высоêой íе-
стàбèльíостью, íеðàвíомеðíым пðостðàíствеí-
íым ðàспðеделеíèем потоêà èзлучеíèя è èз-
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 2–3
58
ÌÅÒÐÎËÎÃÈЯ. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈЯ
ISSN 2225-5818
меíеíèем спеêтðàльíого состàвà èзлучеíèя во
вðемеíè. (Это делàет поíятíым отсутствèе ðе-
êомеíдàцèй по èспользовàíèю èсточíèêов, êо-
тоðые èзлучàют в ÓФ-дèàпàзоíе.) Используют
гàзоðàзðядíые лàмпы с водоðодíым èлè дейте-
ðèевым íàполíеíèем: лàмпы со сплошíым (íе-
ïðåðыâíым) ñïåêòðîм èзëóчåíèÿ òèïà ÄВС-30,
ÄÄС-30, ÄÄС-400 è ЛÄ(D); ðòóòíыå ëàмïы
òèïà ÄРÒ-220, ÄРÒ-400, ÄРШ-100 è ÄРÒ-250
с лèíейчàтым спеêтðом è êсеíоíовые лàмпы
ДКсШ-120, ДКсШ-150.
Нà рис. 4 схемàтèчíо пðèведеíо спеêтðàль-
íое ðàспðеделеíèе потоêà èзлучеíèя ðàзлèчíых
лàмп. Кàê уже отмечàлось, êðоме пðостðàíствеí-
íой è вðемеííой íестàбèльíостè, гàзоðàзðядíые
лàмпы è дуговые èсточíèêè èзлучеíèя èмеют
ðàзíый хàðàêтеð спеêтðàльíого ðàспðеделеíèя
потоêà èзлучеíèя. В тàêом случàе èíтегðàльíàя
чувствèтельíость ФП будет меíяться è, êоíеч-
íо, о чувствèтельíостè можíо говоðèть тольêо
в связè с èзлучеíèем êоíêðетíого èсточíèêà.
Методèêè опðеделеíèя èíтегðàльíой чувствè-
тельíостè довольíо сложíы è пðедусмàтðèвàют
íесêольêо этàпов — сíàчàлà пðоводятся èзмеðе-
íèя моíохðомàтèчесêой чувствèтельíостè ФП,
à зàтем по èзвестíому отíосèтельíому спеê-
тðàльíому ðàспðеделеíèю èзлучеíèя èсточíè-
êà è èзмеðеííой спеêтðàльíой хàðàêтеðèстèêе
ФП опðеделяют èíтегðàльíую чувствèтельíость.
Измеðеíèе моíохðомàтèчесêой чувствèтель-
íостè удобíо пðоводèть íà устàíовêе с ðтутíым
èсточíèêом èзлучеíèя, выделèв с помощью мо-
íохðомàтоðà èлè èíтеðфеðеíцèоííых свето-
фèльтðов лèíèè ðтутè в ðàзлèчíых поддèàпàзо-
íàх: ÓФ-С — длèíу волíы λmax=254 íм; ÓФ-В
— λmax=313 íм; ÓФ-А — λmax=365 íм [11].
Стðуêтуðíàя схемà устàíовêè для èзмеðеíèя
èíтегðàльíой чувствèтельíостè ФП, чувствè-
тельíых в ÓФ-дèàпàзоíе, пðèведеíà íà рис. 5.
Для умеíьшеíèя общей погðешíостè èзмеðе-
íèя чувствèтельíостè íеобходèмо следующее:
— êоíстðуêцèя устàíовêè должíà обеспечè-
вàть эíеðгетèчесêую освещеííость в плосêостè
êðеплеíèя ðàдèометðèчесêой головêè íе меíее
0,1 Вт/м2;
— èíтеðфеðеíцèоííый фèльтð должеí èметь
мàêсèмум пðопусêàíèя в поддèàпàзоíе А íà
длèíе волíы λA
max=365 íм; В—λB
max=313 íм;
С—λC
max=254 íм;
— этàлоííый ФП должеí быть àттестовàí
по чувствèтельíостè в спеêтðàльíом дèàпàзоíе
от 200 до 500 íм с погðешíостью íе более ±5%.
После подготовêè устàíовêè ê ðàботе, íà-
стðойêè èíтеðфеðеíцèоííого фèльтðà, íàпðè-
меð, íà поддèàпàзоí С è устàíовêè íà этàлоí-
íый ФП дèàфðàгмы дèàметðом d=0,005—0,07 м
пðоводèтся èзмеðеíèе фотосèгíàлà Uê (в В),
после чего ðàссчèтывàется эíеðгетèчесêàя осве-
щеííость Еå1, создàвàемàя потоêом èзлучеíèя
íà длèíе волíы λC
max=254 íм:
=
π
к
1 2
пр к1
4
e
U
E
К S d
[Вт/м2],
(9)
где Sê1 — тоêовàя моíохðомàтèчесêàя чув-
ствèтельíость этàлоííого ФП íà длèíе волíы
λ1=λ
C
max, А/Вт.
Вместо этàлоííого ФП устàíàвлèвàется èс-
следуемый ФП со спеêтðàльíой хàðàêтеðèстè-
êой чувствèтельíостè в ÓФ-С дèàпàзоíе, èзме-
ðяется фотосèгíàл Uд (в В) è опðеделяется èí-
тегðàльíàя чувствèтельíость ê эíеðгетèчесêой
освещеííостè по фоðмуле
λ
= д
инт
1 ДРТ пр
,С
C С
е
U
S
Е S К К
(10)
где KС
ДРТ — êоэффèцèеíт, êотоðый опðеделя-
ет отлèчèе фоðмы отíосèтельíой спеêтðàль-
íой хàðàêтеðèстèêè чувствèтельíостè ðеàль-
íого ФП (SC
λ) в поддèàпàзоíе С от фоðмы
èдеàльíого ФП (SC
λi
) для ðтутíых èсточíèêов
ÓФ-èзлучеíèя (SC
λi
=1 в ðàбочем дèàпàзоíе è
SC
λi
=0 вíе ðàбочего дèàпàзоíà).
Рèс. 5. Стðуêтуðíàя схемà устàíовêè для èзмеðеíèя
èíтегðàльíой чувствèтельíостè ФП ÓФ-дèàпàзоíà:
1 — èсточíèê ÓФ-èзлучеíèя (лàмпà ДРТ220); 2 — èí-
теðфеðеíцèоííый фèльтð íà поддèàпàзоí спеêтðà (А,
В, С); 3 — этàлоííый èлè èсследуемый ФП; 4 — пðеоб-
ðàзовàтель «тоê — íàпðяжеíèе» (ППТН-2); 5 — вольт-
мåòð (В7-23, В7-34)
1 2 3 4 5
Рèñ. 4. Сïåêòðàëьíîå ðàñïðåдåëåíèå ïîòîêà èзëó-
чеíèя rλ свàðоч íой дугè è êсеíоíовой лàмпы (à),
водоðодíо-дейтеðèевых лàмп (б) è ðтутíых лàмп (в)
à)
б)
в)
200 500
λ, íм
λ, íм
λ, íм
rλ
rλ
rλ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 2–3
59
ÌÅÒÐÎËÎÃÈЯ. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈЯ
ISSN 2225-5818
Коэффèцèеíт KС
ДРТ опðеделяется по фоðмуле
λ λ
λ=
λ λ
λ=
λ
=
λ
∫
∫
500
ÄÐÒ
200
ÄÐÒ 500
ÄÐÒ
200
,
C
i
Ñ
C
S r d
Ê
S r d
(11)
где rλ
ДРТ — спеêтðàльíое ðàспðеделеíèе потоêà
èзлучеíèя ðтутíой лàмпы.
Аíàлогèчíо опðеделяется èíтегðàльíàя чув-
ствèтельíость ФП в дèàпàзоíàх В è А.
Отметèм, что методèêè èзмеðеíèя èíтегðàль-
íой чувствèтельíостè ФП в ÓФ-дèàпàзоíе мàло
èсследовàíы, метðологèчесêè íе обеспечеíы è
достàточíо сложíы. Óпðостèть пðоцесс ее èз-
меðеíèя с помощью методà сðàвíеíèя íе удà-
ется — èз-зà пеðемеííых, êотоðые влèяют íà
ðезультàты èзмеðеíèя (íеодèíàêовàя велèчèíà
отíосèтельíого зíàчеíèя èíтегðàльíой чувствè-
тельíостè ФП íà ðàбочей длèíе волíы для пàð-
тèè èзмеðèтельíых ФП è íеодèíàêовàя ðàзíость
спеêтðàльíой хàðàêтеðèстèêè ðеàльíого è èде-
àльíого ФП) погðешíость èзмеðеíèя увелèчè-
вàется до 70—80%.
Пðè опðеделеíèè èíтегðàльíой чувствèтель-
íостè ФП ÓФ-дèàпàзоíà в соответствèè с опè-
сàííой методèêой отíосèтельíàя погðешíость
èзмåðåíèé íàõîдèòñÿ â ïðåдåëàõ îò ±15 дî ±40%.
***
Пðèведеííый в стàтье àíàлèз пðоблем, воз-
íèêàющèх пðè èзмеðеíèях èíтегðàльíой чув-
ствèтельíостè фотопðèемíèêов ИК-, вèдèмого
è ÓФ-дèàпàзоíà, à тàêже íеêотоðые ðеêомеí-
дàцèè для èх ðешеíèя будут полезíы, íà íàш
взгляд, ðàзðàботчèêàм ФП è èх потðебèтелям,
à пðè èсследовàíèях в ИК- è вèдèмом дèàпà-
зоíàх облегчàт поèсê íеобходèмых состàвляю-
щèх устàíовоê для пðоведеíèя èзмеðеíèй, тà-
êèх êàê èсточíèê èзлучеíèя, блоê пèтàíèя, èз-
меðèтельíые устðойствà.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. ГОСÒ 21934-83 Пðèåмíèêè èзëóчåíèÿ. Пîëó ïðî âîд-
íèêовые фотоэлеêтðèчесêèе è фотопðèемíые устðойствà.
Теðмèíы è опðеделеíèя.
2. ГОСТ 7772-88 Пðèемíèêè èзлучеíèя. Полупðо-
водíèêовые фотоэлеêтðèчесêèе è фотопðèемíые устðой-
ствà. Методы èзмеðеíèя фотоэлеêтðèчесêèх пàðàметðов è
опðеделеíèя хàðàêтеðèстèê.
3. Äîêòîðîâèч И. В., Бóòåíêî В. Ê., Гîдîâàíюê В. Н. è
дð. Влèяíèе íестàбèльíостè потоêà èзлучеíèя ðтутíых лàмп
íà êàлèбðовêу пðèбоðов // Техíологèя è êоíстðуèðовà-
íèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå.— 2006.— ¹ 1.— С. 54—57.
4. Äîêòîðîâèч І. В., Фîдчóê І. М., Бóòåíêî В. Ê. òà іí.
Сïåêòðàëьíèé ðîзïîдіë ïîòóжíîñòі âèïðîміíюâàííÿ ðòóòíèõ
ëàмï // Нàóêîâèé âіñíèê Чåðíіâåцьêîãî óíіâåðñèòåòó.—
2007.— Вèï. 344: Фізèêà. Еëåêòðîíіêà.— С. 80—83.
5. www.victorialight.narod.ru
6. Вàñèëьчåíêî Н. В., Бîðèñîâ В. А. è дð. Измåðåíèå
пàðàметðов пðèемíèêов оптèчесêого èзлучеíèя.— Мосêвà:
Рàдèî è ñâÿзь, 1983.
7. Бóòåíêî В.Ê., Гîдîâàíюê В.М., Äîêòîðîâèч І.В.
Пðåцèзіéíèé ïåðåòâîðюâàч ñòðóм — íàïðóãà // Нàóêîâèé
âіñíèê Чåðíіâåцьêîãî óíіâåðñèòåòó.— 2001.— Вèï. 102:
Фізèêà. Еëåêòðîíіêà.— C. 84—85.
8. Гуðевèч М.М. Фотометðèя (теоðèя, методы è пðè-
бîðы).— Лåíèíãðàд: Эíåðãîàòîмèздàò, 1983.
9. Гèгèеíèчесêàя оцеíêà è методы êоíтðоля оптèче-
сêого èзлучеíèя пðоèзводствеííых èсточíèêов (методèче-
сêèе ðеêомеíдàцèè).— Кèев: Мèíèстеðство здðàвоохðàíе-
íèÿ ÓССР, 1986.
10. Сàíіòàðíі íîðмè òà ïðàâèëà óñòðîю, åêñïëóàòàції
òà êîíòðîëю îбëàдíàííÿ, ÿêå ãåíåðóє åëåêòðîмàãíіòíå
âèïðîміíюâàííÿ îïòèчíîãî діàïàзîíó (іíфðàчåðâîíå, âèдè-
мå, óëьòðàфіîëåòîâå).— Êèїâ: АМН Óêðàїíè, 1997.
11. Доêтоðовèч И.В., Бутеíêо В.К., Годовàíюê В.Н. è
дð. Методèêà êàлèбðовêè ÓФ-ðàдèометðов эíеðгетèчесêой
освещеííостè // Техíологèя è êоíстðуèðовàíèе в элеê-
òðîííîé àïïàðàòóðå.— ¹ 1.— 2008.— С. 57—61.
Дàтà пîñтуплåния ðукîпиñи
в ðåдàкöию 04.02 2015 г.
І. В. ДОКТОРОВИЧ, В. М. ГОДОВАНЮК, В. Г. ЮР’ЄВ, В. Г. ЖИТАРЮК*
Óêðàїíà, м. Чåðíіâці, ЦÊБ «Рèòм»,
*Чåðíіâåцьêèé íàціîíàëьíèé óíіâåðñèòåò імåíі Юðіÿ Фåдьêîâèчà
E-mail: rhythm@chv.ukrpack.net
ПРОБЛЕМИ ПРИ ВИМІРЮВАННІ ІНÒЕГРАЛЬНОЇ ЧÓÒЛИВОСÒІ
ФОÒОПРИЙМАЧІВ ÒА ÄЕЯÊІ ШЛЯХИ ЇХ ВИРІШЕННЯ
Рîзглянутî пðîблåми, які виникàють пðи виміðювàнні інтåгðàльнîї чутливîñті фîтîпðиймàчів (ФП) у
ðізних ñпåктðàльних діàпàзîнàх.
Пðîблåмîю виміðювàнь зà ñтàндàðтизîвàними мåтîдикàми у видимій тà ІЧ-îблàñті ñпåктðà є викîðи-
ñтàння джåðåл з ðізним ñпåктðàльним ñклàдîм пîтîку (öå, в пåðшу чåðгу, лàмпи ðîзжàðювàння і àбñî-
лютнî чîðні тілà). Для зàбåзпåчåння îднàкîвîñті викîнàння виміðювàнь виðîбникàми тà ñпîживàчàми
ФП в öьîму діàпàзîні в ðîбîті нàдàнî ðåкîмåндàöії з викîðиñтàння кîнкðåтних зàñîбів виміðювàльнîї
тåхніки. Тàкîж пðîвåдåнî àнàліз і дàнî îöінку пåðåвàгàм тà нåдîлікàм викîðиñтîвувàних зàñîбів
виміðювàнь, пðивåдåнî мåтðîлîгічні хàðàктåðиñтики викîðиñтîвувàних мåтîдик, визнàчåнî пðичини
зðîñтàння пîхибîк виміðювàнь і мîжливі шляхи їх змåншåння. Ці ðåкîмåндàöії дîзвîлять ñпåöіàліñтàм
визнàчàти ðівåнь викîнувàних ними виміðювàнь тà підібðàти îптимàльний вàðіàнт зàñîбів виміðювàнь.
Щî ñтîñуєтьñя виміðювàнь інтåгðàльнîї чутливîñті ФП УФ-діàпàзîну, тут пðîблåми знàчнî
ñклàдніші, îñкільки виðîбниöтвî УФ-пðиймàчів мåтðîлîгічнî нå зàбåзпåчåнî — відñутні як нîðмàтив-
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 2–3
60
ÌÅÒÐÎËÎÃÈЯ. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈЯ
ISSN 2225-5818
I. V. DOKTOROVICH, V. N. HODOVANIOUK,
V. G. YURYEV, V. G. ZHYTARYUK*
Ukraine, Chernivtsi, Rhythm Optoelectronics, Inc.,
2Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University
E-mail: rhythm@chv.ukrpack.net
PROBLEMS IN MEASUREMENT OF INTEGRATED SENSITIVITY
OF PHOTODETECTORS
The research work deals with the problems in measurement of integral sensitivity of photodetectors, which
arise while using them in standard methods of visible and infrared radiation of the sources of radiation with
different spectral composition of the flow. First of all, it is the usage of incidence lamps and of absolute black
body.
To provide the unity of carrying out the measurements by producers and users of photodetectors, the specific
methods with the appliance of specific means of measuring equipments are recommended in this research work.
The analysis and the assessment of the advantages and disadvantages of the means of measurement which
are used are done in this work. Also, metrological characteristics of the methods which are used, the reasons
of increasing errors and possible ways of their decreasing are provided. The work’s results give specialists
the opportunity to determine the level of the measurements done by them or to choose the optimal variant of
measuring means.
It is more difficult to solve the problems in measuring integral sensitivity of photodetectors which are sensitive
in ultra-violet range. The production of ultra-violet detectors is not metrologically based — standard documents
and control photodetectors are not provided. The authors of the article give the results of researching the
methods of measuring, analyzing different types of radiation sources, their disadvantages and advantages;
give the methods and errors of measuring of integral sensitivity of photodetectors of ultra-violet range.
Keywords: thermoelectric converters, thermoelectric source of electricity, electronic medical thermometer.
DOI: 10.15222/TKEA2015.2-3.53
UDC 551.510.534621.383.52
REFERENCES
1. GOST 21934-83 Priemniki izlucheniya. Polupro-
vodnikovye fotoelektricheskie i fotopriemnye ustroistva.
Terminy i opredeleniya [State Standard 21934-83 Radiation
detectors. Semiconductor photoelectrical and photoreceiving
devices]. Teams and definitions. Moskow, 1985. (Rus)
2. GOST 17772-88. Priemniki izlucheniya Poluprovodnikovye
fotoelektricheskie i fotopriemnye ustroistva. Metody
izmereniya fotoelektricheskikh parametrov i opredeleniya
kharakteristik. [State Standard 17772-88. Radiation detectors.
Semiconductor photoelectrical and photoreceiving devices.
Methods of measuring of photoelectrical parameters and
defining characteristics]. Moskow, 1988. (Rus)
3. Doktorovich I.V., Butenko V.K., Hodovaniouk V.N.,
Riuhtin V.V., Fodchuk I.M., Yuryev V.G. [The influence of
radiation instability flow of mercury lamps on the instrument
calibration]. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi
apparature, 2006, no 1, pp. 54-57. (Rus)
4. Doktorovich I.V., Fodchuk I.M., Butenko V.K.,
Hodovaniouk V.N., Yuryev V.G., Zhytaryuk V.G. [Spectral
distribution of mercury lamp radiation power]. Scientific bulletin
of Chernivtsi University, 2007, iss. 344, pp. 80-83. (Rus)
5. www.victorialight.narod.ru
6. Vasil'chenko N. V., Borisov V.A. et al. [Measuring
parameters of optical radiation receivers]. Izmerenie parametrov
priemnikov opticheskogo izlucheniya, Moskow, Radio i svyaz',
1983, 88 p. (Rus)
7. Butenko V.K., Hodovaniouk V.M., Doktorovich I.V.
[Precise converter current — tension]. Scientific bulletin of
Chernivtsi University, 2001, iss. 102, pp, 84-85. (Rus)
8. Gurevich M.M. Fotometriya (teoriya, metody i
pribory) [Photometry (theory, methods and instruments)].
Leningrad, Energoatomizdsat, 1983, 272 p.
9. Recommendations of the Ukrainian SSR Ministry
of Health: Gigienicheskaya otsenka i metody kontrolya
opticheskogo izlucheniya proizvodstvennykh istochnikov
[Hygienic assessment and methods of control of optical
radiation of production sources]. Kiev, 1986. (Rus)
10. Sanitarni normi ta pravila ustroyu, ekspluatatsiyi
ta kontrolyu obladnannya, yake generuye elektromagnitne
viprominyuvannya optichnogo diapazonu (infrachervone,
vidime, ul'trafioletove) [Sanitary standards and rules of
construction, exploitation and control of equipment which
generates electromagnetic radiation of optical ranges (infrared,
visible, ultraviolet)]. AMS of Ukraine, Kyiv, 1997. (Ukr)
11. Doktorovich I.V., Butenko V.K., Hodovaniouk V.N.,
Fodchuk I.M., Yuryev V.G. [UV irradiance radiometers
calibration procedure]. Tekhnologiya i konstruirovanie v
elektronnoi apparature, 2008, no 1, pp. 57-61. (Rus)
нà дîкумåнтàöія, тàк і кîнтðîльні фîтîпðиймàчі. Автîðи пðивîдять ðåзультàти дîñліджåнь мåтîдик
виміðювàнь, ðîзглядàючи ðізні типи джåðåл випðîмінювàння, їх нåдîліки тà пåðåвàги; ðîзглядàють мå-
тîдики і пîхибки виміðювàнь інтåгðàльнîї чутливîñті ФП УФ-діàпàзîну.
Ключîві ñлîвà: фîтîпðиймàчі, інтåгðàльнà чутливіñть, фîтîåлåктðичні пàðàмåтðи, пðîвåдåння
виміðювàнь, ІЧ, УФ, видимий діàпàзîн, пîхибкà виміðювàнь.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-100521 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T05:05:13Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Докторович, И.В. Годованюк, В.Н. Юрьев, В.Г. Житарюк, В.Г. 2016-05-22T17:41:48Z 2016-05-22T17:41:48Z 2015 Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения / И.В. Докторович, В.Н. Годованюк, В.Г. Юрьев, В.Г. Житарюк // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2015. — № 2-3. — С. 53-60. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 2225-5818 DOI: 10.15222/TKEA2015.2-3.53 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100521 551.510.534621.383.52 Рассмотрены трудности, возникающие при измерении интегральной чувствительности фотоприемников в различных спектральных диапазонах (в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях). Предложены пути решения проблем использования источников с разными спектральными характеристиками и приведены результаты исследований метрологических характеристик разработанных методик проведения таких измерений. Розглянуто проблеми, які виникають при вимірюванні інтегральної чутливості фотоприймачів (ФП) у різних спектральних діапазонах. Проблемою вимірювань за стандартизованими методиками у видимій та ІЧ-області спектра є використання джерел з різним спектральним складом потоку (це, в першу чергу, лампи розжарювання і абсолютно чорні тіла). Для забезпечення однаковості виконання вимірювань виробниками та споживачами ФП в цьому діапазоні в роботі надано рекомендації з використання конкретних засобів вимірювальної техніки. Також проведено аналіз і дано оцінку перевагам та недолікам використовуваних засобів вимірювань, приведено метрологічні характеристики використовуваних методик, визначено причини зростання похибок вимірювань і можливі шляхи їх зменшення. Ці рекомендації дозволять спеціалістам визначати рівень виконуваних ними вимірювань та підібрати оптимальний варіант засобів вимірювань. Що стосується вимірювань інтегральної чутливості ФП УФ-діапазону, тут проблеми значно складніші, оскільки виробництво УФ-приймачів метрологічно не забезпечено — відсутні як нормативна документація, так і контрольні фотоприймачі. Автори приводять результати досліджень методик вимірювань, розглядаючи різні типи джерел випромінювання, їх недоліки та переваги; розглядають методики і похибки вимірювань інтегральної чутливості ФП УФ-діапазону. The research work deals with the problems in measurement of integral sensitivity of photodetectors, which arise while using them in standard methods of visible and infrared radiation of the sources of radiation with different spectral composition of the flow. First of all, it is the usage of incidence lamps and of absolute black body. To provide the unity of carrying out the measurements by producers and users of photodetectors, the specific methods with the appliance of specific means of measuring equipments are recommended in this research work. The analysis and the assessment of the advantages and disadvantages of the means of measurement which are used are done in this work. Also, metrological characteristics of the methods which are used, the reasons of increasing errors and possible ways of their decreasing are provided. The work’s results give specialists the opportunity to determine the level of the measurements done by them or to choose the optimal variant of measuring means. It is more difficult to solve the problems in measuring integral sensitivity of photodetectors which are sensitive in ultra-violet range. The production of ultra-violet detectors is not metrologically based — standard documents and control photodetectors are not provided. The authors of the article give the results of researching the methods of measuring, analyzing different types of radiation sources, their disadvantages and advantages; give the methods and errors of measuring of integral sensitivity of photodetectors of ultra-violet range. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Метрология. Стандартизация Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения Проблеми при вимірюванні інтегральної чутливості фотоприймачів та деякі шляхи їх вирішення Problems in measurement of integrated sensitivity of photodetectors Article published earlier |
| spellingShingle | Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения Докторович, И.В. Годованюк, В.Н. Юрьев, В.Г. Житарюк, В.Г. Метрология. Стандартизация |
| title | Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения |
| title_alt | Проблеми при вимірюванні інтегральної чутливості фотоприймачів та деякі шляхи їх вирішення Problems in measurement of integrated sensitivity of photodetectors |
| title_full | Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения |
| title_fullStr | Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения |
| title_full_unstemmed | Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения |
| title_short | Проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения |
| title_sort | проблемы при измерениях интегральной чувствительности фотоприемников и некоторые пути их решения |
| topic | Метрология. Стандартизация |
| topic_facet | Метрология. Стандартизация |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100521 |
| work_keys_str_mv | AT doktorovičiv problemypriizmereniâhintegralʹnoičuvstvitelʹnostifotopriemnikovinekotoryeputiihrešeniâ AT godovanûkvn problemypriizmereniâhintegralʹnoičuvstvitelʹnostifotopriemnikovinekotoryeputiihrešeniâ AT ûrʹevvg problemypriizmereniâhintegralʹnoičuvstvitelʹnostifotopriemnikovinekotoryeputiihrešeniâ AT žitarûkvg problemypriizmereniâhintegralʹnoičuvstvitelʹnostifotopriemnikovinekotoryeputiihrešeniâ AT doktorovičiv problemiprivimírûvannííntegralʹnoíčutlivostífotopriimačívtadeâkíšlâhiíhviríšennâ AT godovanûkvn problemiprivimírûvannííntegralʹnoíčutlivostífotopriimačívtadeâkíšlâhiíhviríšennâ AT ûrʹevvg problemiprivimírûvannííntegralʹnoíčutlivostífotopriimačívtadeâkíšlâhiíhviríšennâ AT žitarûkvg problemiprivimírûvannííntegralʹnoíčutlivostífotopriimačívtadeâkíšlâhiíhviríšennâ AT doktorovičiv problemsinmeasurementofintegratedsensitivityofphotodetectors AT godovanûkvn problemsinmeasurementofintegratedsensitivityofphotodetectors AT ûrʹevvg problemsinmeasurementofintegratedsensitivityofphotodetectors AT žitarûkvg problemsinmeasurementofintegratedsensitivityofphotodetectors |