CN105866589B - 一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统，包括屏蔽罩和上位机，屏蔽罩内设置有空间光源，空间光源的下方设置有载物台，载物台的下方设置有旋转平台，旋转平台上安装有镜头，旋转平台的下方设置有三维扫描平台，三维扫描平台上连接有探测器，探测器上连接有准直器。本发明采用三维扫描阵列，在Z轴方向完成对探测器的调焦操作，利用X轴和Y轴完成对二维平面的成像扫描过程，控制简单，成本低，并可以完成定焦位置实时校准工作；同时本系统可以利用简单的功率可调的透射式光路完成单元探测器参数的测试，包括暗电流、响应度、击穿电压等探测器性能参数测试。

Description

一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统

技术领域

本发明涉及单元探测器领域，具体涉及一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统。

背景技术

随着大面阵列探测器的发展，已经几乎没有利用单元探测器成像的系统，但是为了能有效的在集成大阵列探测器之前，对单元感光单元的性能验证就成了一个棘手的难题。通常探测器的生产研发及感光材料的研发单位为了验证其设计单元探测器的成像性能或对外成像展示，往往需要设计复杂的、高成本的光路系统和二维扫描阵列平台，同时需要配备其他系统完成对探测器参数的测试，因此目前系统只能显示图像而没有对单元探测器的实时输出电信号进行同步分析，或只能分析探测器的参数性能没有二维扫描成像过程，这样就不能对探测器的性能做一个完整性的评估，目前能同时进行两方面验证的测试系统还没有发现。

对于单元探测器的成像和性能验证方案都是独立存在的，目前在二维成像方案中一种是通过振镜组实现，但是其成本往往过高，而且控制和调试的难度很大，性价比不高，同时由于其光通量不容易控制和振镜光路的特殊结构，目前也没有见过利用振镜组进行探测器的参数分析的系统；另一种成像方案是利用二维扫描阵列平台对单元探测器或目标物体进行二维移动完成扫描的过程，虽然这种方案相对简单，但是单纯的二维扫描控制的调焦过程比较复杂，焦距对准过程也不够精确；同时在进行单元探测器电参数性能测试中，往往需要专业的光路结构和参数分析仪器或系统，而且仅仅是单纯分析参数，也没有成像显示过程。

在现有技术中，论文《二维扫描型激光雷达的扫描特性分析》(红外，第31卷第6期，第10至14页，2010年06月)公开了一种基于振镜的二维扫描方法，通过对运动模型的分析，可以得出使用此方法研制的二维扫描系统非常复杂，控制过程中引入的变量过多，成本相对较高。

发明内容

针对现有的单元探测器存在的不能同时扫描成像和进行性能验证的问题，本发明提供了一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统。

本发明采用以下的技术方案：

一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统，包括屏蔽罩和上位机，所述屏蔽罩内设置有空间光源，空间光源的下方设置有载物台，载物台的下方设置有旋转平台，旋转平台上安装有镜头，所述旋转平台的下方设置有三维扫描平台，所述三维扫描平台上连接有探测器，探测器上连接有准直器。

优选地，所述屏蔽罩上开设有光纤光源接口、电源接口和USB通信接口，所述光纤光源接口连接有光纤光路，所述光纤光路依次与载物台和旋转平台相连，所述三维扫描平台通过 USB通信接口与上位机之间通信连接。

优选地，所述三维扫描平台通过信号采集板与探测器相连。

优选地，所述空间光源为可见空间光源或近红外空间光源。

本发明具有的有益效果是：

本发明可以利用简单、低成本的透射式的单元探测器扫描成像光路系统和自动对焦技术完成对目标物体的精确扫描成像；并利用单元探测器的自动对焦技术和光纤光路，完成对单元探测器的电性参数测试，大大完备了单元探测器的性能分析过程，并且能够实现仪器化，具有很强的应用和市场价值。

附图说明

图1为透射式单元探测器成像及电性参数测试系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明：

结合图1，一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统，包括屏蔽罩1和上位机。

其中，屏蔽罩1用于屏蔽外部干扰光源和灰尘等干扰，屏蔽罩1内设置有空间光源2，空间光源2为可见空间光源或近红外空间光源。

空间光源2的下方设置有载物台3，载物台3的空间位置可进行调节，载物台3的下方设置有旋转平台4，旋转平台4上安装有镜头5，旋转平台4能够进行俯仰、前后、上下微调，旋转平台4的下方设置有三维扫描平台6，三维扫描平台6通过信号采集板12与探测器7相连，探测器7上连接有准直器8。

屏蔽罩1上开设有光纤光源接口9、电源接口和USB通信接口10，光纤光源接口9连接有光纤光路11，光纤光路11依次与载物台3和旋转平台4相连；三维扫描平台6通过USB 通信接口10与上位机之间通信连接；电源接口外接电源，用于给系统供电。

实施例1

一种透射式单元探测器成像操作方法，包括：

步骤1：三维扫描平台自动控制进行调焦操作，在Z轴的方向完成对探测器的调焦操作，利用电机控制完成调节载物台和旋转平台，载物台旋转至光源全通的状态，当AD采样模块采集到的数值为最大时，确认为系统调焦完成；

步骤2：将目标物体放置在载物台上，载物台电机将目标物体旋转至光路通道，三维扫描平台利用X轴和Y轴完成对二维平面的成像扫描；

步骤3：进行正式成像显示采集过程，数据传输流向为：探测器将焦面上的光信号转换为电流信号，前置放大电路将探测器输出的电流信号进行转换，完成光电流到电压的转换，利用采集到的数据进行增益分析，通过程控放大模块完成增益的自动调整，增益调整完成后的电压信号进入AD采样模块，完成模拟信号到数字数据的转换；

步骤4：AD采样模块采集的数字数据通过USB接口传输到上位机，上位机根据像元的物理位置，进行拼图，最终完成图像的二维扫描成像过程。

实施例2

一种透射式单元探测器电性参数测试操作方法，包括：

步骤1：三维扫描平台自动控制进行调焦操作，利用电机控制完成调节载物台和旋转平台，使得光纤光源接口与准直器对准，当AD采样模块采集到的数值为最大时，确认为系统调焦完成；

步骤2：操作界面处于电性参数测试状态，系统完成自动调焦后，进行正式参数测试过程，通过调节光纤光源的波长、功率、脉冲宽度等参数，使得进入准直器并最终进入到探测器的光源为具有已知参数的光信号。

数据传输流向为：探测器将焦面上的光信号转换为电流信号，前置放大电路将探测器输出的电流信号进行转换，完成光电流到电压的转换，利用采集到的数据进行增益分析，通过程控放大模块完成增益的自动调整，增益调整完成后的电压信号进入AD采样模块，完成模拟信号到数字数据的转换；

步骤3：AD采样模块采集的数字数据通过USB接口传输到上位机，上位机根据采集到的信号强度数据，进行计算，最终完成探测器的参数测量过程。

本发明采用三维扫描阵列，在Z轴的方向完成对探测器的调焦操作，利用X轴和Y轴完成对二维平面的成像扫描过程，控制简单，成本低，并可以完成定焦位置实时校准工作，同时可以利用简单的功率可调的透射式光路完成单元探测器性能参数的测试。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统，其特征在于，包括屏蔽罩和上位机，所述屏蔽罩内设置有空间光源，空间光源的下方设置有载物台，载物台的下方设置有旋转平台，旋转平台上安装有镜头，所述旋转平台的下方设置有三维扫描平台，所述三维扫描平台上连接有探测器，探测器上连接有准直器；

所述屏蔽罩上开设有光纤光源接口、电源接口和USB通信接口，所述光纤光源接口连接有光纤光路，所述光纤光路依次与载物台和旋转平台相连，所述三维扫描平台通过USB通信接口与上位机之间通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统，其特征在于，所述三维扫描平台通过信号采集板与探测器相连。

3.根据权利要求1所述的一种透射式单元探测器成像及电性参数测试系统，其特征在于，所述空间光源为可见空间光源或近红外空间光源。