CN103983431B - 日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置及方法，涉及日盲紫外像增强器参数测试技术领域，解决了由于日盲紫外像增强器带外响应极低导致其相对光谱响应度无法准确测试的问题，包括：光源；暗箱，位于所述光源前方，侧面设置有入光口；可伸缩屏蔽罩，位于所述入光口和所述光源之间，用来屏蔽所述光源附近的环境杂散光进入暗箱；陷阱探测器，位于所述暗箱内部，用于探测所述光源的输出光电流；屏蔽盒，位于所述暗箱内部，用于盛载待测像增强器，对待测像增强器进行有效电磁屏蔽；静电计，连接像增强器输出信号端，用于探测所述光源通过所述待测像增强器的输出电信号，本发明结构简单，可操作性强。

Description

日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置及方法

技术领域

本发明涉及日盲紫外像增强器参数测试技术领域，具体涉及日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度的测试装置及方法。

背景技术

日盲紫外ICCD的研制是日盲紫外成像探测关键性的核心技术之一，其带外相对光谱响应度指在近紫外、可见及近红外谱段对入射辐照的响应能力，该参数主要用于体现日盲紫外ICCD对于带外辐射的响应能力优劣，准确测试带外相对光谱响应度对于实现其与滤光片的光谱优化匹配进而提升系统信噪比具有重要意义。目前对于可见光探测器及红外探测器的光电参量测试研究较为成熟，但是由于紫外ICCD探测原理与可见光和红外探测器有所不同，测试方法不能通用，而且系统复杂度高，参量测试难度较大，因此国内关于紫外ICCD性能参量测量方面的研究报道很少。赵玉环等于2009年采用直接比较法测定了紫外ICCD的相对光谱响应度，并基于具有优异紫外响应能力的科研级光谱仪建立了紫外ICCD光谱响应测量装置。但是，该方法仅能测试220nm-300nm谱段紫外ICCD的带内相对光谱响应，对于300nm以上的谱段，由于ICCD响应度较低且其建立的测试装置灵敏度及精度不够则无法测试。另外，该方法采用灰度值作为输出信号计算探测器的相对光谱响应，由于灰度值随着ICCD增益的增大而增大，因此存在很大的不确定性。紫外ICCD是由像增强器、光纤光锥、CCD及电子线路等封装而成。一旦封装完成，一些关键参量如相对光谱响应度等只能由如上文中所述的灰度值或者光子数等参量间接推知。相较于紫外ICCD整机，单纯对其中的像增强器进行相关光电参量测试，不仅更能直观且准确的表征紫外ICCD的性能，也可进一步指导国内研制单位开展工艺改进，进而提高器件性能，满足现阶段对紫外ICCD的性能需求，促进我国紫外成像探测技术的发展。

发明内容

本发明为解决无法准确表征日盲紫外ICCD相对光谱响应特性以及由于其带外响应极低，导致带外相对光谱响应度无法准确测试的问题，本发明提供一种日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置及方法。

日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，该装置包括光源；

暗箱，位于所述光源的前方，所述暗箱的侧面设置有一个入光口；可伸缩屏蔽罩，位于所述入光口和所述光源之间；陷阱探测器，位于暗箱内部，用于探测光源的输出光电流；屏蔽盒，位于所述暗箱内部，用于盛载待测像增强器，对所述待测像增强器进行有效电磁屏蔽；静电计，连接所述待测像增强器的输出信号端，用于探测所述光源通过待测像增强器后的输出电信号。

日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、关闭暗箱的入光口，使陷阱探测器上无光照进入，测量所述陷阱探测器的输出电信号作为暗电流噪声，将所述陷阱探测器调零，对所述暗电流噪声进行补偿；打开暗箱的入光口，调整陷阱探测器对准暗箱的入光口，所述陷阱探测器探测所述光源的输出光电流I₀(λ)；

步骤二、关闭所述暗箱的入光口，使待测日盲紫外像增强器上无光照进入，由所述静电计测量待测像增强器的输出电信号，即为暗电流噪声，将所述的暗电流噪声设定为静电计的参考值；

步骤三、打开暗箱的入光口，调节精密位移平台使所述待测日盲紫外像增强器对准所述暗箱的入光口，由所述静电计测量光源通过所述待测日盲紫外像增强器的输出电流信号I_t(λ)；

步骤四、根据步骤一和步骤三获得的电流信号，计算像增强器带外相对光谱响应度：

${\mathrm{\σ}}_t\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{I_t\left(\mathrm{\λ}\right)\·{\mathrm{\σ}}_0\left(\mathrm{\λ}\right)}{I_0\left(\mathrm{\λ}\right)};$

式中，σ₀为陷阱探测器的相对光谱响应度。

本发明的有益效果：本发明所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，用于测量带外响应极低的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度，结构简单易于操作，测试过程全部自动化，快捷高效；本发明所述的装置增大了日盲紫外像增强器测量相对光谱响应度的动态范围，对于实现日盲紫外像增强器与滤光片的光谱优化匹配进而提升系统信噪比具有重要意义。

附图说明

图1为本发明所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置的俯视图；

图2为本发明所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置的侧视图；

图3为本发明所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置的测试流程图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1与图2说明本实施方式，日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，包括：

光源1，为一系列高稳定mW级激光二极管，沿同一高度按波长顺序水平放置；暗箱2，位于所述光源1前方，侧面设置有一个入光口，可避免测试受到环境杂散光的影响；可伸缩屏蔽罩3，位于所述入光口和所述光源1之间，用来屏蔽所述光源1附近的环境杂散光进入暗箱；陷阱探测器4，位于所述暗箱2内部，用于探测所述光源1的输出光电流；屏蔽盒6，位于所述暗箱2内部，用于盛载待测像增强器，对所述待测像增强器进行有效电磁屏蔽；静电计10，连接所述待测像增强器输出信号端，用于探测所述光源1通过所述待测像增强器后的输出电信号。

本实施方式所述的陷阱探测器4与探测装置9配合使用，所述陷阱探测器4的相对光谱响应度已知，所述探测装置9为弱电流放大器。所述屏蔽盒6材质为铁，可有效屏蔽静电，表面喷有氧化铝黑色喷漆防止反射杂散光。所述静电计10的灵敏度小于等于10^-12A量级。

本实施方式中还包括：精密位移平台7，位于所述陷阱探测器4与所述屏蔽盒6的下方，用于控制所述陷阱探测器4与所述屏蔽盒6的位置，使所述陷阱探测器4与屏蔽盒6轮流对准所述暗箱2入光口；暗箱导轨8，位于所述暗箱2下方，用来移动所述暗箱2的位置，使所述入光口依次对准所述光源1；光学平台11，用来盛载所述日盲紫外滤光片带外截止深度测试装置。所述的精密位移平台7与所述暗箱导轨8均为电控位移台，可通过计算机编程全自动控制其空间位置。

具体实施方式二、结合图3说明本实施方式，本实施方式为具体实施方式一所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置的测试方法，包括以下步骤：

一、由所述陷阱探测器4测试暗电流噪声，并对其进行调零补偿。该步骤具体为：关闭所述暗箱2的入光口使所述陷阱探测器4上无光照进入，测量所述陷阱探测器4的输出电信号即为暗电流噪声，将此时的陷阱探测器4调零对暗电流噪声进行补偿；由所述陷阱探测器4探测所述光源1的输出光电流。该步骤具体为：调节所述暗箱导轨8使所述光源1对准所述暗箱2的入光口，调节精密位移平台7使所述陷阱探测器4对准所述暗箱2的入光口。由所述陷阱探测器4探测所述光源1的输出光电流I₀(λ)。

由所述静电计10探测暗电流噪声后，将所述静电计10的暗电流噪声设为参考值补偿。该步骤具体为：关闭所述暗箱2的入光口，使所述待测日盲紫外像增强器上无光照进入，由所述静电计10测量待测像增强器的输出电信号，即为暗电流噪声，将此时的所述暗电流噪声设为所述静电计10的参考值。将暗电流设为参考值后，所有测试电流值都会减去暗电流，最终看到显示屏上显示出的电流即为真实准确的电流值。

二、由所述静电计10测量光源1通过所述待测日盲紫外像增强器的输出电信号。该步骤具体为：调节精密位移平台7使所述待测日盲紫外像增强器对准所述暗箱2的入光口。由所述静电计10测量光源1通过所述待测日盲紫外像增强器的输出电信号I_t(λ)。

三、根据获得的上述参数，计算像增强器带外相对光谱响应度如下：

${\mathrm{\σ}}_t\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{I_t\left(\mathrm{\λ}\right)\·{\mathrm{\σ}}_0\left(\mathrm{\λ}\right)}{I_0\left(\mathrm{\λ}\right)}$

式中，σ₀为陷阱探测器的相对光谱响应度。

四、控制所述暗箱导轨8使所述暗箱2的所述入光口依次对准不同光谱的所述光源1，重复步骤一至五多次，测量所述光源1不同光谱下的像增强器带外相对光谱响应度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，其特征是，包括：

光源(1)；

暗箱(2)，位于所述光源(1)的前方，所述暗箱的侧面设置有一个入光口；

可伸缩屏蔽罩(3)，位于所述入光口和所述光源(1)之间；

陷阱探测器(4)，位于暗箱(2)内部，用于探测光源(1)的输出光电流；

屏蔽盒(6)，位于所述暗箱(2)内部，用于盛载待测像增强器(5)，对所述待测像增强器(5)进行有效电磁屏蔽；

静电计(10)，连接所述待测像增强器(5)的输出信号端，用于探测所述光源(1)通过待测像增强器(5)后的输出电信号；

采用所述日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置的具体测试方法为：

步骤一、关闭暗箱(2)的入光口，使陷阱探测器(4)上无光照进入，测量所述陷阱探测器(4)的输出电信号作为暗电流噪声，将所述陷阱探测器(4)调零，对所述暗电流噪声进行补偿；打开暗箱(2)的入光口，调整陷阱探测器(4)对准暗箱(2)的入光口，所述陷阱探测器(4)探测所述光源(1)的输出光电流I₀(λ)；

步骤二、关闭所述暗箱(2)的入光口，使待测日盲紫外像增强器(5)上无光照进入，由所述静电计(10)测量待测像增强器(5)的输出电信号，即为暗电流噪声，将获得的暗电流噪声设定为静电计(10)的参考值；

步骤三、打开暗箱(2)的入光口，调节精密位移平台(7)使所述待测日盲紫外像增强器对准所述暗箱(2)的入光口，由所述静电计(10)测量光源(1)通过所述待测日盲紫外像增强器(5)的输出电流信号I_t(λ)；

步骤四、根据步骤一和步骤三获得的电流信号，计算像增强器带外相对光谱响应度：

式中，σ₀为陷阱探测器的相对光谱响应度。

2.根据权利要求1所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，其特征在于，所述光源(1)为高稳定mW级激光二极管，所述激光二极管沿同一高度按波长顺序水平放置。

3.根据权利要求1所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，其特征在于，还包括探测装置(9)，陷阱探测器(4)与探测装置(9)配合使用，所述陷阱探测器(4)的相对光谱响应度已知。

4.根据权利要求3所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，其特征在于，所述探测装置(9)为弱电流放大器。

5.根据权利要求1所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，其特征在于，所述屏蔽盒(6)材料为铁，可有效屏蔽静电，且表面喷有氧化铝黑色喷漆，防止反射杂散光。

6.根据权利要求1所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，其特征在于，所述静电计(10)的灵敏度小于等于10^-12A量级。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，其特征在于，还包括精密位移平台(7)，位于所述陷阱探测器(4)与所述屏蔽盒(6)的下方，用于控制所述陷阱探测器(4)与所述屏蔽盒(6)的位置，使所述陷阱探测器(4)与屏蔽盒(6)轮流对准所述暗箱(2)的入光口；

暗箱导轨(8)，位于所述暗箱(2)的下方，用于移动暗箱(2)的位置，使入光口依次对准所述光源(1)。

8.根据权利要求7所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置，其特征在于，所述精密位移平台(7)与所述暗箱导轨(8)均为电控位移台。

9.根据权利要求8所述的日盲紫外像增强器带外相对光谱响应度测试装置的方法，其特征在于，该方法由以下步骤实现：

步骤一、关闭暗箱(2)的入光口，使陷阱探测器(4)上无光照进入，测量所述陷阱探测器(4)的输出电信号作为暗电流噪声，将所述陷阱探测器(4)调零，对所述暗电流噪声进行补偿；打开暗箱(2)的入光口，调整陷阱探测器(4)对准暗箱(2)的入光口，所述陷阱探测器(4)探测所述光源(1)的输出光电流I₀(λ)；

步骤二、关闭所述暗箱(2)的入光口，使待测日盲紫外像增强器(5)上无光照进入，由所述静电计(10)测量待测像增强器(5)的输出电信号，即为暗电流噪声，将获得的暗电流噪声设定为静电计(10)的参考值；

步骤三、打开暗箱(2)的入光口，调节精密位移平台(7)使所述待测日盲紫外像增强器对准所述暗箱(2)的入光口，由所述静电计(10)测量光源(1)通过所述待测日盲紫外像增强器(5)的输出电流信号I_t(λ)；

步骤四、根据步骤一和步骤三获得的电流信号，计算像增强器带外相对光谱响应度：

式中，σ₀为陷阱探测器的相对光谱响应度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，控制暗箱导轨(8)使暗箱(2)的入光口依次对准不同光谱的光源(1)，重复步骤一至步骤四，测量光源(1)不同光谱下的像增强器带外相对光谱响应度。