[发明专利]CMOS图像传感器光谱响应空间辐射损伤的测试设备及其方法

说明书

本发明提供了一种CMOS图像传感器光谱响应空间辐射损伤的测试设备及其方法：利用溴钨灯等卤素灯光源发出光，经过积分球无数次反射后输出均匀光，均匀光通过滤波轮上不同的滤光片变成不同波长的单色光，调整放置在三维样品调整台上的待测CMOS图像传感器，使不同波长的单色光照射在光敏面上，根据所采集的图像信息得出CMOS图像传感器的光谱响应，再将CMOS图像传感器受高能粒子辐照后，再进行一次测试，得到器件的光谱响应辐射损伤。本发明能够对CMOS图像传感器光谱响应的辐射损伤进行定量的分析评价，为星用CMOS图像传感器的选型、抗辐射加固设计以及器件受辐照后光响应性能退化的机理研究提供检测手段。

技术领域

本发明涉及光电成像器件成像质量检测技术领域，具体而言，涉及一种CMOS图像传感器光谱响应空间辐射损伤的测试设备及其方法。

背景技术

CMOS图像传感器(CMOS Image sensor，简称CIS)是应用在航天器和载荷两大领域的关键器件，广泛应用于对地遥感观测、空间目标监控、航天器姿态控制等航天工程。因其像素结构和外围子电路更为复杂，因此，对空间高能粒子造成的空间辐射效应非常敏感，从而给空间应用带来了风险。工程型号上常常用光谱响应的退化来评价CIS受空间粒子辐照后的辐射损伤，这样有利于评价CIS光敏区域的退化。研究空间粒子辐照前后CIS光谱响应的测试方法，能够为我国宇航型号工程用CIS的选型、器件研制单位抗辐射加固设计、器件受辐照后光响应性能退化的机理研究提供检测手段，具有重要的现实意义。

孙景旭等2012年公开了发明专利《一种用于CCD调制传递函数测试的设备及其测试方法》，该发明中使用的仪器包括卤素灯光源室、单色仪、积分球(5)装置、分划板部、大数值孔径显微物镜、CCD三位调整架和待测CCD；李豫东、汪波、郭旗等于2013年在光学精密工程上发表了学术论文《CCD与CMOS图像传感器辐射效应测试系统》，论文指出利用单色仪输出均匀的单色光，经过投射物镜将放置在平行光管焦面位置的矩形分划板照亮，再经过反射镜改变光路方向后射入到平行光管，平行光管输出的准直单色光通过成像物镜将矩形分划板成像到光电成像器件的光敏面上，根据所采集的图像信息得出光电成像器件的光谱响应。

由于孙景旭公开的方法主要针对CCD调制传递函数的测试，分辨率板采用的是特定空间频率分划板，不能用来测试光电成像器件的光谱响应；李豫东公开的发表的论文中应用的单色仪输出的单色光束较小，无法覆盖整个器件的光敏区，无法保证多次测试的重复性，因此该方法中得到的单色光不能用来客观评价光电成像器件受高能粒子辐射后光谱响应的辐射损伤。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种CMOS图像传感器光谱响应空间辐射损伤的测试设备及其方法，以解决现有技术中因重复性差而不能客观评价光电成像器件受高能粒子辐射后光谱响应辐射损伤的问题。

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供了一种CMOS图像传感器光谱响应空间辐射损伤的测试设备，包括可调光源、滤波轮和三维样品调整台，测试设备还包括导光筒、积分球、标准探测器和遮光板；可调光源放置于导光筒内，导光筒的出光口与积分球的入光口连接，遮光板可运动地设置于积分球侧面入光口，用于调节进入积分球的光通量，标准探测器放置于积分球内壁上，用于实时监控由积分球的光窗输出的均匀光的辐照度，滤波轮上安装有不同波长的滤波片；可调光源发出的光依次通过导光筒、积分球、滤波片，到达三维样品调整台上的待测CMOS图像传感器。

进一步地，积分球侧壁上设置有固定光源。

进一步地，可调光源为溴钨灯。

进一步地，固定光源为溴钨灯。

进一步地，遮光板通过步进电动机带动进行运动。

本发明的另一个方面提供了一种CMOS图像传感器光谱响应空间辐射损伤测试方法，包括以下步骤：