電子倍增CCD成像性能測(cè)試系統(tǒng)研究.pdf

1、光電系統(tǒng)的成像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)一直是備受關(guān)注的問(wèn)題，尤其是一些微光成像器件的成像性能評(píng)價(jià)對(duì)其相應(yīng)的生產(chǎn)研發(fā)起到關(guān)鍵的指導(dǎo)性作用。微光成像器件中，由于EMCCD在性能上具有小型化、全固態(tài)器件不易損壞、光電轉(zhuǎn)換效率高、被動(dòng)式成像不易被發(fā)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，使得EMCCD應(yīng)用在夜間作戰(zhàn)、偵察指揮、精確制導(dǎo)、光電對(duì)抗等軍事應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。本文采用調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)來(lái)評(píng)價(jià)EMCCD相機(jī)整體的光學(xué)成像質(zhì)量，EMCCD的光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)不僅給器件制造者

2、提出技術(shù)要求，還為EMCCD相機(jī)的設(shè)計(jì)和使用者提供了重要的參數(shù)。岡此，本文對(duì)EMCCD相機(jī)的光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)及其測(cè)定方法在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　本文針對(duì)EMCCD的高斯噪聲分布特性，研究了傾斜刀口法測(cè)量離散采樣器件的調(diào)制傳遞函數(shù)的理論，在確立了EMCCD成像性能測(cè)試方法之后，搭建了適用于電子倍增CCD的成像性能參數(shù)測(cè)試的軟硬件系統(tǒng)。
　　使用正態(tài)分布模擬系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)對(duì)本測(cè)試系統(tǒng)軟件算法做了仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)比已

3、知PSF對(duì)應(yīng)的真實(shí)MTF與本軟件方法測(cè)得的MTF，驗(yàn)證了測(cè)試系統(tǒng)軟件算法在噪聲不大（噪聲方差在0.015內(nèi)）的情況下，所測(cè)結(jié)果MTF平均偏差在0.5％內(nèi)。
　　對(duì)本測(cè)試系統(tǒng)做了實(shí)際驗(yàn)證對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過(guò)比較同一EMCCD相機(jī)在本測(cè)試系統(tǒng)和CI公司測(cè)試系統(tǒng)上的測(cè)試結(jié)果，MTF測(cè)量誤差在2％范圍內(nèi)，表明本測(cè)試系統(tǒng)能滿足電子倍增CCD成像性能參數(shù)的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果能夠真實(shí)反應(yīng)EMCCD相機(jī)的MTF參數(shù)，并且可靠性高。
　　使用本測(cè)試系統(tǒng)

4、測(cè)試了EMCCD倍增增益對(duì)MTF測(cè)量的影響，得出在EMCCD工作的線性范圍內(nèi)，電荷倍增過(guò)程略微降低了EMCCD的MTF;使用本系統(tǒng)研究了刀口傾斜角度對(duì)EMCCD相機(jī)和PointGrey相機(jī)MTF的影響，表明了控制刀口傾斜角度在10度左右，能夠精確的代表該相機(jī)的真實(shí)MTF值;使用本系統(tǒng)研究了不同光譜波段對(duì)PointGrey相機(jī)MTF測(cè)量結(jié)果的影響，表明了所測(cè)EMCCD相機(jī)對(duì)全波段的成像性能優(yōu)于單一波段的成像性能，單一波段的成像性能中長(zhǎng)波段