電子倍增CCD成像性能測試系統(tǒng)研究.pdf

1、光電系統(tǒng)的成像質(zhì)量的客觀評價一直是備受關(guān)注的問題，尤其是一些微光成像器件的成像性能評價對其相應(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、被動式成像不易被發(fā)現(xiàn)等優(yōu)點，使得EMCCD應(yīng)用在夜間作戰(zhàn)、偵察指揮、精確制導(dǎo)、光電對抗等軍事應(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)來評價EMCCD相機整體的光學(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相機的設(shè)計和使用者提供了重要的參數(shù)。岡此，本文對EMCCD相機的光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)及其測定方法在以下幾個方面進行了研究:
　　本文針對EMCCD的高斯噪聲分布特性，研究了傾斜刀口法測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)測試的軟硬件系統(tǒng)。
　　使用正態(tài)分布模擬系統(tǒng)點擴散函數(shù)(PSF)對本測試系統(tǒng)軟件算法做了仿真實驗，對比已

3、知PSF對應(yīng)的真實MTF與本軟件方法測得的MTF，驗證了測試系統(tǒng)軟件算法在噪聲不大（噪聲方差在0.015內(nèi)）的情況下，所測結(jié)果MTF平均偏差在0.5％內(nèi)。
　　對本測試系統(tǒng)做了實際驗證對比實驗，通過比較同一EMCCD相機在本測試系統(tǒng)和CI公司測試系統(tǒng)上的測試結(jié)果，MTF測量誤差在2％范圍內(nèi)，表明本測試系統(tǒng)能滿足電子倍增CCD成像性能參數(shù)的測試，測試結(jié)果能夠真實反應(yīng)EMCCD相機的MTF參數(shù)，并且可靠性高。
　　使用本測試系統(tǒng)

4、測試了EMCCD倍增增益對MTF測量的影響，得出在EMCCD工作的線性范圍內(nèi)，電荷倍增過程略微降低了EMCCD的MTF;使用本系統(tǒng)研究了刀口傾斜角度對EMCCD相機和PointGrey相機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的真實MTF值;使用本系統(tǒng)研究了不同光譜波段對PointGrey相機MTF測量結(jié)果的影響，表明了所測EMCCD相機對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波段