[发明专利]一种探测器像素内响应变化测量方法及系统

权利要求书

1.一种探测器像素内响应变化测量方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)搭建探测器像素内响应变化测量系统；

(2)对入射光场图像进行采集；

(3)探测器像素内响应变化图处理。

2.根据权利要求1所述的一种探测器像素内响应变化测量方法，其特征在于：探测器像素内响应变化测量系统包括：白炽灯光源(1)、彩色滤光片(2)、针孔掩模(3)、平行光管(4)、光学平台(5)、显微镜物镜(6)、图像探测器芯片(7)、三轴位移平台(8)、基座(9)、暗室舱(10)和直流电源(11)；

光学平台(5)上依次放置白炽灯光源(1)、彩色滤光片(2)、针孔掩模(3)、平行光管(4)、显微镜物镜(6)和三轴位移平台(8)，基座(9)安装在三轴位移平台(8)上，图像探测器芯片(7)固定在基座(9)上；显微镜物镜(6)、图像探测器芯片(7)、三轴位移平台(8)和基座(9)均位于暗室舱(10)内部；直流电源(11)用于给白炽灯光源(1)供电。

3.根据权利要求2所述的一种探测器像素内响应变化测量方法，其特征在于：白炽灯光源(1)产生的光源通过彩色滤光片(2)获得固定波长的光波同时滤掉紫外光和其他光学光，经过彩色滤光片(2)的光线通过针孔掩模(3)后进入平行光管(4)，光线经过平行光管(4)和显微镜物镜(6)，照射在图像探测器芯片(7)表面，并在单个像素及其相邻像素上形成扫描光斑，以测量其在选定像素位置上的待测像素的响应变化情况。

4.根据权利要求2所述的一种探测器像素内响应变化测量方法，其特征在于：所述步骤(2)对入射光场图像进行采集，具体为：

(2.1)打开光源，连接图像探测器与计算机；待光源预热十五分钟稳定后，图像探测器表面产生一个光斑；在测量中选用圆形显微镜物镜，得到的光斑轮廓为艾里斑衍射图像；

(2.2)开始扫描前，控制三轴位移平台，使得光斑定位在待测像素的中心，然后移动到扫描区域的开始位置；调整位移平台与光轴共线的轴，使图像探测器芯片移动到显微镜物镜的焦平面上；

(2.3)对图像探测器芯片以待测像素为中心，对其周围预设像素区域进行扫描；

利用计算机控制三轴位移平台移动，使入射光束在图像探测器芯片上进行扫描并捕获子帧图像，以待测像素为中心的像素区域，构成一幅子帧图像；在每个扫描点位置捕获M幅子帧图像，计算每个扫描点数次扫描结果的平均值；

(2.4)扫描区域中所有扫描帧图像的平均值存储在计算机的数据文件中，存储数据的顺序与执行扫描的顺序相同；读取所有文件，将待测像素的灰度值数据存储在一个新矩阵中，由此获得的待测像素信号作为入射光斑位置的函数，从而提供像素响应图像。

5.根据权利要求4所述的一种探测器像素内响应变化测量方法，其特征在于：光学显微镜物镜分辨率的阿贝极限如下所示

其中，r_spot是光斑的半径，定义为从光斑中心到第一个最小艾里斑的距离，λ是入射光波的波长，n是物镜的折射率，α＝tan(d/2f)是由物镜直径d和焦距f定义的会聚角，NA是显微镜的数值孔径，即镜口率。