T-ZOIA 3002-2024 硅光電倍增管性能測試方法

．ｂｚｆ學(xué)兔兔ｗｗｗｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載

31.080．ｂｚｆ學(xué)兔兔ｗｗｗｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載CCS

L54ZOIA

T/ZOIA

3002—2024硅光電倍增管性能測試方法Silicon

Test

Method（2024.2）在提交反饋意見時(shí)，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。2024

-

02

-

04

發(fā)布 2024

-

02

-

04

實(shí)施發(fā)

布學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/ZOIA

3002—2024學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載 前言...................................................................................................................................................................... II1 ................................................................................................................................................................12 規(guī)范性引用文件............................................................................................................................................13 術(shù)語和定義....................................................................................................................................................14 一般要求........................................................................................................................................................25 詳細(xì)要求........................................................................................................................................................3參考文獻(xiàn)............................................................................................................................................................ 12學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/ZOIA

3002—2024學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載 本文件按照GB/T

—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由北京郵電大學(xué)提出。本文件由中關(guān)村光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會歸口。本文件起草單位：北京郵電大學(xué)、無錫中微晶園電子有限公司、上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司、中國科學(xué)院高能物理研究所。騰、張世鳳、任艷玲。II學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/ZOIA

3002—2024學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載1 范圍本文件界定了硅光電倍增管（Silicon

Photomultiplier,

SiPM）的術(shù)語，規(guī)定了其光電參數(shù)的測試方法。本文件適用于SiPM性能的測試，與芯片尺寸、像素?cái)?shù)目、封裝形式無關(guān)。2 規(guī)范性引用文件文件。GB/T

半導(dǎo)體分立器件文字符號GB/T

15651

半導(dǎo)體器件

分立器件和集成電路

第5部分：光電子器件3 術(shù)語和定義GB/T

和GB/T

15651界定的以及下列術(shù)語、定義適用于本文件。3.1反向擊穿電壓

VBR暗環(huán)境下，通過硅光電倍增管的反向電流驟然增加對應(yīng)的電壓。3.2暗電流

dark

ID無光照并在試樣兩端施加規(guī)定的反向偏置電壓時(shí)，通過試樣的電流。3.3過偏壓

over

Vov高于反向擊穿電壓以上的電壓。3.4增益

gainM暗環(huán)境下，一定過偏壓下的單個(gè)像素產(chǎn)生的電荷量與電子電量之比。3.5暗計(jì)數(shù)率

dark

count

DCR暗環(huán)境下，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的雪崩事件數(shù)。3.6探測效率

efficiencyPDE探測到入射光子的概率。3.7單光子時(shí)間分辨率

timing

SPTR度量。學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載 2 1(

) (

學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載 2 1(

) (

) A t A t

Linearity

3.8后脈沖

after

AP比雪崩信號脈沖幅度小，且發(fā)生在雪崩信號脈沖之后。3.9串?dāng)_

crosstalkCT某一像素觸發(fā)相鄰像素雪崩的概率。3.10線性度

linearity率之比，即(t2

)

(t1)A(t1)t2 t1A(t1)式中：1—初始時(shí)刻；—終端時(shí)刻；A(t)—初始時(shí)刻入射到靶面的光子數(shù)目；Ainput(t2)—終端時(shí)刻入射到靶面的光子數(shù)目；A(t)—初始時(shí)刻觸發(fā)脈沖幅度；Aoutput(t2)—終端時(shí)刻觸發(fā)脈沖幅度。3.11動態(tài)范圍

rangeDR線性響應(yīng)范圍內(nèi)，硅光電倍增管探測到的最大光子數(shù)與最小光子數(shù)的比值。3.12上升時(shí)間

rise

time觸發(fā)脈沖上升沿幅度的與90%之間的平均時(shí)間間隔。4 一般要求4.1總則“按規(guī)定”時(shí)，指按相關(guān)文件的規(guī)定。4.2測試儀器儀表4.2.1 通則各相關(guān)參數(shù)的測試儀器儀表應(yīng)預(yù)先進(jìn)行計(jì)量檢定或校準(zhǔn)。4.2.2 直流測試儀器準(zhǔn)確度優(yōu)于

0.02%，寬帶噪聲優(yōu)于

2

mVrms。4.2.3 示波器帶寬應(yīng)高于待測硅光電倍增管的觸發(fā)脈沖頻率，采樣率至少高于觸發(fā)脈沖頻率的

2

倍。4.2.4 脈沖激光光源激光光源的時(shí)間抖動至少小于待測硅光電倍增管時(shí)間抖動的

。ｗｗ．ｂｚｆｘｗ兔ｗ．ｃｏｍ標(biāo)學(xué)兔準(zhǔn)下載T/ZOIA

3002—2024ｗｗ．ｂｚｆｘｗ兔ｗ．ｃｏｍ標(biāo)學(xué)兔準(zhǔn)下載4.2.5 放大模塊-3

dB帶寬應(yīng)高于待測硅光電倍增管的觸發(fā)脈沖頻率。4.3 測試工作狀態(tài)4.3.1 選擇工作點(diǎn)測試時(shí)，不允許超過硅光電倍增管極限參數(shù)所規(guī)定的值，比如最大工作電壓、最大陽極電流等。4.3.2 選擇負(fù)載電阻、電容信噪比。4.4 測試環(huán)境條件4.4.1測量用標(biāo)準(zhǔn)大氣條件a)

環(huán)境溫度：15

℃

～

35

℃；b)

相對濕度：25%

～

；c)

氣壓：86

～

。4.4.2 其他環(huán)境條件除另有規(guī)定外，其他環(huán)境條件應(yīng)按下列規(guī)定：a)

測試環(huán)境應(yīng)無影響測量準(zhǔn)確度的機(jī)械振動、靜電、電磁等干擾；b)

測試系統(tǒng)要有足夠測量預(yù)熱時(shí)間，待測硅光電倍增管的全部光電參數(shù)應(yīng)在熱平衡下進(jìn)行；c)

測量系統(tǒng)應(yīng)接地良好，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性；d)

測試室應(yīng)具有光屏蔽條件，以避免環(huán)境光對待測硅光電倍增管性能的影響。5 詳細(xì)要求5.1 暗電流5.1.1 測試目的在規(guī)定條件下，獲得待測硅光電倍增管的暗電流。在待測硅光電倍增管兩端施加反向偏壓時(shí)，當(dāng)電場強(qiáng)度高于載流子碰撞電離閾值時(shí)，pn

結(jié)發(fā)生雪相關(guān)，因此，反向擊穿電壓的測量要標(biāo)明測試溫度和光照條件。5.1.2 暗電流測試方法測試原理圖見圖1。穩(wěn)壓源 待測硅光電倍增管圖1

暗電流測試原理圖

電流表5.1.2.1 測試步驟測試步驟如下：a)

按圖

1

連接測試系統(tǒng)；b)

設(shè)置施加在試樣兩端的反向偏置電壓掃描范圍，并記錄電流值，即為暗電流。5.1.2.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定如下條件：a)

環(huán)境測試溫度；b)

反向偏置電壓。5.2 反向擊穿電壓5.2.1 測試目的在規(guī)定條件下，獲得待測硅光電倍增管的反向擊穿電壓數(shù)值。學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/ZOIA

3002—2024學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載在待測硅光電倍增管兩端施加反向偏壓時(shí)，當(dāng)電場強(qiáng)度高于載流子碰撞電離閾值時(shí)，pn

結(jié)發(fā)生雪相關(guān)，因此，反向擊穿電壓的測量要標(biāo)明測試溫度和光照條件。5.2.2 電流電壓法測試原理圖見圖1。5.2.2.1 測試步驟測試步驟如下：a)

按圖

1

連接測試系統(tǒng)；b)

設(shè)置施加在待測硅光電倍增管兩端的反向偏置電壓掃描范圍，并記錄電流值，得到暗環(huán)境下的電流-電壓曲線；c)

曲線中電流拐點(diǎn)對應(yīng)的電壓即為反向擊穿電壓。5.2.2.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定環(huán)境測試溫度。5.2.3 光照法測試原理圖見圖2。暗室光源 待測硅光電倍增管圖2

光照法測試原理圖

電壓電流表5.2.3.1 測試步驟測試步驟如下：a)

按圖

2

連接測試系統(tǒng)；b)

將特定波長的光照射到靶面上，設(shè)置施加在待測硅光電倍增管兩端的反向偏置電壓掃描范圍，并記錄電流值，得到光照條件下的電流-電壓曲線；c)

曲線中電流拐點(diǎn)對應(yīng)的電壓即為反向擊穿電壓。5.2.3.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定如下條件：a)

環(huán)境測試溫度；b)

入射波長；c)

光照強(qiáng)度。5.2.3.3 注意事項(xiàng)若此方法測量得到的結(jié)果與電流電壓法得到的反向擊穿電壓結(jié)果誤差超過5.3 增益5.3.1 測試目的在規(guī)定條件下，獲得待測硅光電倍增管的增益。系數(shù)同時(shí)提高硅光電倍增管的工作電壓，從而穩(wěn)定硅光電倍增管的增益。5.3.2 電壓-電容法測試原理圖見圖3。ｏｍ標(biāo)．ｃ準(zhǔn)下ｚｆｘｗ學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂ載T/ZOIA

3002—2024ｏｍ標(biāo)．ｃ準(zhǔn)下ｚｆｘｗ學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂ載 圖3

-電壓法測試原理圖

5.3.2.1測試步驟：測試步驟如下：a)

按圖

3

連接測試系統(tǒng)；b)

調(diào)節(jié)穩(wěn)壓源，設(shè)置施加在待測硅光電倍增管兩端的反向偏置電壓掃描范圍，并記錄電容值

C；c)

按公式（1）和（2

M。（1）（2）式中：Cj—硅光電倍增管單個(gè)微元電容值；Ncell—硅光電倍增管微元數(shù);q—電子電荷量。5.3.3 等效電荷法測試原理圖見圖4。暗室穩(wěn)壓源 待測硅光電倍增管

電荷放大器

整形器

多通道分析儀

計(jì)算機(jī)圖4

等效電荷法測試原理圖5.3.3.1 測試步驟測試步驟如下：a)

按圖

4

連接測試系統(tǒng)；b)

調(diào)節(jié)穩(wěn)壓源，給待測硅光電倍增管施加規(guī)定的偏置電壓；c)

x

每個(gè)峰對應(yīng)于基座、1

個(gè)光子、2

個(gè)光子、3

個(gè)光子等，y

軸為數(shù)字化脈沖高度；d)

根據(jù)電荷放大器放大倍數(shù)和多通道分析儀的

A/D

轉(zhuǎn)換因子，將直方圖沿

x

軸任意兩個(gè)連續(xù)峰3）算出該偏置電壓下單倍幅值脈沖對應(yīng)的凈輸出電荷即為增益

M；（3）式中：Nch—單倍幅值對應(yīng)道數(shù)；r—

轉(zhuǎn)換因子；m—放大器放大倍數(shù)。e)

按照上述方法測試得到不同偏置電壓下的增益；5.3.3.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定環(huán)境測試溫度。5.3.3.3 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)如下：ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)ｘｗ．ｃ下載學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆT/ZOIA

3002—2024ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)ｘｗ．ｃ下載學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆa)

除采用多通道分析儀外，還可以采用電荷數(shù)字轉(zhuǎn)換器；b)

該測試方法統(tǒng)計(jì)的輸出脈沖數(shù)目必須足夠多以便創(chuàng)建有效的直方圖；c)

在低過偏壓或暗計(jì)數(shù)水平太低時(shí)，可以用低強(qiáng)度光照射待測硅光電倍增管，以增加輸出脈沖數(shù)目；d)

若此方法測量得到的結(jié)果與電壓-電容法得到的增益結(jié)果誤差超過

10%，以電壓-電容法為準(zhǔn)。5.4 暗計(jì)數(shù)率5.4.1 測試目的在規(guī)定條件下，獲得待測硅光電倍增管的暗計(jì)數(shù)率。暗計(jì)數(shù)。過偏壓和溫度是影響暗計(jì)數(shù)的主要因素，過偏壓增大，溫度升高，都會導(dǎo)致暗計(jì)數(shù)增大。5.4.2 脈沖計(jì)數(shù)法測試原理圖見圖

5。暗室穩(wěn)壓源 待測硅光電倍增管 放大電路 示波器圖5

暗計(jì)數(shù)率測試原理圖5.4.2.1測試步驟測試步驟如下：a)

按圖

5

連接測試系統(tǒng)；b)

調(diào)節(jié)穩(wěn)壓源，在待測硅光電倍增管兩端施加規(guī)定反向偏置電壓；c)

測試時(shí)間

T

內(nèi)高于規(guī)定閾值的脈沖計(jì)數(shù)

Nd；d)

按公式（4）得到待測硅光電倍增管在規(guī)定反向偏置電壓下的暗計(jì)數(shù)率

DCR。（4）5.4.2.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定如下條件：a)

環(huán)境測試溫度；b)

反向偏置電壓；c)

規(guī)定閾值一般為

0.5

pe（photon

equivalent），即

1

個(gè)光子引發(fā)雪崩脈沖幅度的

0.5

倍。5.4.2.3 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)如下：a)

除使用示波器外，還可以采用計(jì)數(shù)器；b)

測試中若出現(xiàn)堆疊現(xiàn)象，可以采用高通濾波器對輸出波形進(jìn)行整形以消除干擾。5.4.3 掃描閾值法測試原理圖見圖

5。5.4.3.1 測試步驟測試步驟如下：a)

按圖

5

連接測試系統(tǒng)；b)

調(diào)節(jié)穩(wěn)壓源，在待測硅光電倍增管兩端施加規(guī)定反向偏置電壓；c)

從低到高設(shè)置比較閾值，并測試時(shí)間

T

內(nèi)高于設(shè)定閾值的脈沖計(jì)數(shù)

ND；d)

按公式（5）得到不同比較閾值下待測硅光電倍增管的計(jì)數(shù)率

DCR；（5）e)

以比較閾值為橫坐標(biāo)、計(jì)數(shù)率為縱坐標(biāo)做圖得到計(jì)數(shù)率的閾值階躍圖，其中，第一臺階對應(yīng)的計(jì)數(shù)率即為暗計(jì)數(shù)率。5.4.3.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定如下條件：a)

環(huán)境測試溫度；學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/ZOIA

3002—2024學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載b)

反向偏置電壓。5.4.3.3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)如下：a)

除使用示波器外，還可以采用計(jì)數(shù)器；b)

測試中若出現(xiàn)堆疊現(xiàn)象，可以采用高通濾波器對輸出波形進(jìn)行整形以消除干擾；c)

若此方法測量得到的結(jié)果與脈沖計(jì)數(shù)法得到的暗計(jì)數(shù)率結(jié)果誤差超過

5.5串?dāng)_5.5.1 測試目的在規(guī)定條件下，獲得待測硅光電倍增管串?dāng)_。發(fā)的串?dāng)_信號，又稱為電串?dāng)_。串?dāng)_與反向偏壓和溫度有關(guān)，反向偏壓越大，溫度越高，串?dāng)_越嚴(yán)重。5.5.2 瞬時(shí)串?dāng)_測試方法測試原理圖見圖

5。5.5.2.1 測試步驟測試步驟如下：a)

按照圖

5

連接測試系統(tǒng)；b)

調(diào)節(jié)穩(wěn)壓源，在待測硅光電倍增管上施加規(guī)定的反向偏置電壓，在示波器上得到經(jīng)放大電路后的輸出信號波形；c)

統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口

T

范圍內(nèi)大于低、高閾值的脈沖計(jì)數(shù)

Nd1和

Nd2；d)

按公式（6）得到待測硅光電倍增管在規(guī)定反向偏置電壓下的瞬時(shí)串?dāng)_

CTp。（6）5.5.2.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定如下條件：a) 環(huán)境測試溫度；b) 反向偏置電壓；c) 高、低閾值一般選擇

1.5

pe

與

。5.5.3 延遲串?dāng)_測試方法測試原理圖見圖5。5.5.3.1 測試步驟測試步驟如下：a)

按照圖

5

連接測試系統(tǒng)；b)

調(diào)節(jié)穩(wěn)壓源，在待測硅光電倍增管上施加規(guī)定的反向偏置電壓，在示波器上得到經(jīng)放大電路后的輸出信號波形；c)

統(tǒng)計(jì)雪崩脈沖間隔時(shí)間值，并做時(shí)間間隔統(tǒng)計(jì)直方圖；d)

直方圖左數(shù)第一個(gè)包絡(luò)包含計(jì)數(shù)記為

C0

S

7管在規(guī)定反向偏置電壓下的延遲串?dāng)_

CTe。CTe=C0/S （7）5.5.3.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定如下條件：a)

環(huán)境測試溫度；b)

反向偏置電壓。5.6 探測效率5.6.1 測試目的在規(guī)定條件下，獲得待測硅光電倍增管探測效率。光子探測效率的因素有：載ｏｍ標(biāo)學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ準(zhǔn)下T/ZOIA

3002—2024載ｏｍ標(biāo)學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ準(zhǔn)下a)

量子效率

η

，即硅光電倍增管將入射光子轉(zhuǎn)換成電子空穴對的概率；b)

雪崩觸發(fā)幾率

Pb，即為載流子觸發(fā)雪崩的概率。通常電場越強(qiáng)，雪崩觸發(fā)幾率越大；c)

填充因子

FF：硅光電倍增管感光面積與總面積之比。5.6.2 探測效率測試方法測試原理圖見圖6。

圖6

探測效率測試原理圖5.6.2.1 測試步驟測試步驟如下a)

按照圖

6

連接測試系統(tǒng)；b)

標(biāo)定脈沖激光光源通過積分球后輸出光功率

P，計(jì)算經(jīng)過衰減器后，對于特定波長的每激光脈沖平均光子數(shù)

N；（8）式中：—每激光脈沖平均光子數(shù)；D—衰減器衰減系數(shù)；f—脈沖光重復(fù)頻率；h—普朗克常數(shù)；c—光速。c)

脈沖激光光功率不變并保持光路不動，將待測硅光電倍增管置于衰減器后，并在特定的工作偏壓下，通過示波器記錄時(shí)間窗口

T

范圍內(nèi)大于高、低閾值的脈沖計(jì)數(shù)

Nl1和

Nl2；d)

關(guān)閉光源，在相同偏壓下測試暗環(huán)境下待測硅光電倍增管時(shí)間窗口

T

范圍內(nèi)大于相同高、低閾值的脈沖計(jì)數(shù)

Nd1和

N；e)

根據(jù)公式（9）計(jì)算有效光計(jì)數(shù)

r；r=

Nl1-Nd1-(Nl2-Nd2) （9）f)

根據(jù)泊松分布及公式（10）得到每激光脈沖探測到的平均光子數(shù)

n；（）g)

根據(jù)公式（11）得到待測硅光電倍增管在規(guī)定反向偏置電壓下的

PDE。（11）5.6.2.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定如下條件：a)

環(huán)境測試溫度；b)

反向偏置電壓；c)

入射波長。5.6.2.3 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)如下：a) 除選用脈沖激光外，還可以選用經(jīng)信號發(fā)生器、斬波器等調(diào)制的發(fā)光二極管燈或其他穩(wěn)定光源；b) 積分球出口出應(yīng)再次測量激光脈沖頻率以確保光功率標(biāo)定。5.7 單光子時(shí)間分辨率5.7.1 測試目的在規(guī)定條件下，獲得待測硅光電倍增管單光子時(shí)間分辨率。ｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ載T/ZOIA

3002—2024ｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ載電壓、光敏面尺寸等。5.7.2 單光子時(shí)間分辨率測試方法測試原理圖見圖

7。

圖7

單光子時(shí)間分辨率測試原理圖5.7.2.1 測試步驟測試步驟如下：a)

按照圖

7

連接測試系統(tǒng)；b)

按照

b）使得脈沖光源經(jīng)過衰減器后每脈沖平均約

1

光子左右；c)

將參考信號與硅光電倍增管輸出信號接入示波器；d)

在待測硅光電倍增管上施加規(guī)定的反向偏置電壓，通過在線或離線的方式篩選真實(shí)的單光子信號，采集單光子信號與參考信號之間的延遲時(shí)間，以延遲時(shí)間為橫坐標(biāo)、延遲時(shí)間出現(xiàn)的次數(shù)為縱坐標(biāo)作延遲時(shí)間直方圖；e)

對得到的延遲時(shí)間直方圖進(jìn)行高斯擬合，取高斯擬合曲線半高寬作為系統(tǒng)時(shí)間抖動

；f)

按公式（10）得到待測硅光電倍增管在規(guī)定反向偏置電壓下的單光子時(shí)間分辨率 。t

t

t

t

t

（10）式中：—SiPM

本征時(shí)間分辨率；—脈沖激光時(shí)間分辨率；—其他部分時(shí)間分辨率。5.7.2.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定如下條件：a)

環(huán)境測試溫度；b)

反向偏壓；c)

入射波長。5.7.2.3 注意事項(xiàng)除選用示波器外，還可以選用時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)器等。5.8 線性度和動態(tài)范圍5.8.1 測試目的在規(guī)定條件下，獲得待測硅光電倍增管的線性度和動態(tài)范圍。強(qiáng)下，線性度與像素?cái)?shù)目成正比。在線性度范圍內(nèi)，輸出脈沖數(shù)與輸入光子數(shù)成正比，因此，像素?cái)?shù)目越多，動態(tài)范圍越大。5.8.2 光電流法測試原理圖見圖8。ｗｗ．ｂｚｆ兔ｗｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔學(xué)下載ｗｗ．ｂｚｆ兔ｗｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)兔學(xué)下載

T/ZOIA

3002—2024功率計(jì)暗室衰減器

電流表圖8

光電流法測試原理圖5.8.2.1 測試步驟測試步驟如下：a)

按照圖

8

連接測試系統(tǒng)；b)

測試規(guī)定偏壓下的暗電流值

Id；c)

在待測硅光電倍增管上施加規(guī)定的反向偏置電壓，連續(xù)增大光功率并同時(shí)記錄相對應(yīng)的電流值

Il；d)

按公式（11）得到不同輸出光功率下的光電流

Ip；Ip=Il-Id (11)e)

得到光功率與光電流曲線，即為線性度；f)

動態(tài)范圍則為線性度曲線中線性度良好（斜率發(fā)生變化前）的部分最大光子數(shù)與最小光子數(shù)之比。5.8.2.2 規(guī)定條件相關(guān)文件至少應(yīng)規(guī)定如下條件：a)

環(huán)境測試溫度；b)

反向偏壓。5.8.2.3 注意事項(xiàng)a)

若電流值太小，可以在待測硅光電倍增管后使用放大器；b)

若線性坐標(biāo)不方便觀察，可以用對數(shù)坐標(biāo)。5.8.3 光子數(shù)分辨法測試原理圖見圖9。功率計(jì)暗室激光光源

衰減器

待測硅光電倍增管

多通道分析儀圖9

光子數(shù)分辨法測試原理圖5.8.3.1 測試步驟測試步驟如下：a) 按照圖9連接測試系統(tǒng)；b) 將硅光電倍增管的輸出信號接入多通道分析儀，設(shè)置合適的道寬和道數(shù)，覆蓋硅光電倍增管的輸出電信號范圍；