[发明专利]一种科学级CCD的非线性度标定方法

权利要求书

1.一种科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述科学级CCD的非线性度标定方法包括以下步骤：

1)获取已知光场强度分布的干涉光场并将其入射至科学级CCD；

2)科学级CCD接收来自步骤1)的已知光场强度分布的干涉光场后输出干涉光场所对应的含有干涉条纹的干涉图像；

3)绘制光场强度-灰度分布曲线；

7)由非线性度公式分析计算CCD的非线性。

2.根据权利要求1所述的科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述步骤1)的具体实现方式是：

1.1)获取已知光场强度分布的平行光；

1.2)使平行光产生夹角，所述夹角是在角分量级；

1.3)在平行光交叠区域产生干涉光场。

3.根据权利要求2所述的科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述步骤1.2)的具体实现方式是：

将已知光场强度分布的平行光入射至不镀膜玻璃劈板，经不镀膜玻璃劈板的前后表面反射后分别产生两束有夹角平行光。

4.根据权利要求1或2或3所述的科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述步骤3)的具体实现方式是：

3.1)以网状栅格线分割步骤2)所得到的干涉图样：所述网状栅格线包括水平栅线以及竖直栅线；所述水平栅线垂直干涉条纹方向，所述水平栅线的数量是20～50个；所述竖直栅线沿干涉条纹方向，所述竖直栅线的数量根据CCD的像元数确定；

3.2)以水平栅线之间的间隔为横坐标、以栅格节点处的灰度分布为纵坐标绘制每条水平栅线上的灰度分布；

3.3)以每个竖直栅线上节点灰度平均值为纵坐标，以竖直栅线之间的间隔为横坐标绘制出强度分布曲线；

3.4)干涉图样强度分布理论上符合I＝I₀[1+γcos(πx)]表达，其中：

I₀＝I₁+I₂，即相互干涉的两束激光强度之和；

表示干涉条纹的反衬度；

x代表横坐标，即取样栅格的间隔。

5.根据权利要求4所述的科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述科学级CCD的非线性度标定方法还包括：

4)将步骤3)所得到的光场强度-灰度分布曲线进行归一化处理；

5)根据归一化的光场强度-灰度分布曲线确定科学级CCD非线性度的计算范围；

6)对归一化的光场强度-灰度分布曲线进行线性拟合。

6.根据权利要求5所述的科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述步骤4)的具体实现方式是：

4.1)将步骤3.4)所确定曲线以及调整光场强度后所得到的干涉图样的最强灰度点重合；

4.2)以横坐标为取样栅格的间隔的激光强度值归一化到最大灰度、纵坐标为取样栅格的间隔的CCD输出灰度值描绘CCD强度——灰度曲线。

7.根据权利要求6所述的科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述步骤5)的具体实现方式是：以CCD输出灰度的最高点至输出灰度接近CCD本底灰度区域的曲线作为非线性度计算范围。

8.根据权利要求7所述的科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述步骤6)是以最小二乘法对光场强度-灰度分布曲线进行线性拟合。

9.根据权利要求8所述的科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述最小二乘法是根据光电响应曲线：该曲线代表了科学级CCD的理想线性输出，作为非线性度计算的参考；

其中：

表示干涉条纹的灰度；

I表示归一化光强；

k表示光电转换系数；

b表示CCD本底灰度。

10.根据权利要求9所述的科学级CCD的非线性度标定方法，其特征在于：所述步骤7)的具体实现方式是：根据公式计算非线性度，所述公式是：Nl=|yi‾-yi|maxk(Imax-Imin)×100%=|yi‾-yi|maxymax-ymin×100%,yi∈[ymin,ymax],]]>其中：

表示在所选定计算范围y_max-y_min内理想灰度输出与实际灰度输出偏差的最大值。