[发明专利]微光ICCD分辨力测量装置及测量方法

摘要

本发明提出一种微光ICCD分辨力测量装置及测量方法，属于光学测量与计量领域。其特点是，用光源系统、分辨力靶、共轭透镜组、测量暗箱、视频图像采集系统、和计算机构建了分辨力测量装置，共轭透镜组对经光源系统照射的分辨力靶成像，并投射到被测微光ICCD上，被测微光ICCD视频输出线连接至视频图像采集系统，视频图像采集系统采集被测微光ICCD输出的分辨力靶图像并送入计算机，计算机用于显示视频图像采集系统传输的分辨力靶图像。本发明解决了微光ICCD分辨力测量问题，可推广至EMCCD分辨力测量等其它需要建立分辨力测量装置及研究分辨力测量方法的领域，具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种微光ICCD分辨力测量方法，采用的测量装置包括光源系统、分辨力靶、共轭透镜组、带有输入窗口和过线孔的测量暗箱、光学平台、视频图像采集系统和分析系统；光源系统、共轭透镜组和测量暗箱均固定在所述光学平台上；光源系统能够产生不均匀性小于1％的均匀光，且光源系统出口处有光电检流计实时显示光源系统的光电流值；分辨力靶处于光源系统和共轭透镜组之间；光源系统出口中心、分辨力靶靶面中心、共轭透镜组光轴和处于测量暗箱内的待测微光ICCD光阴极面中心位于同一光轴上；分辨力靶位于共轭透镜组入射透镜的物方焦平面处，待测微光ICCD光阴极面位于共轭透镜组出射透镜像方焦平面处；待测微光ICCD输出的图像输出给视频图像采集系统；视频图像采集系统将采集的图像传输给分析系统；分析系统对待测微光ICCD的分辨力测量结果进行分析计算；其特征在于：方法包括以下步骤：步骤1：测量环境照度Ec，若满足Ec≤1×10‑5lx，则进入步骤2，否则更换测量环境直至环境照度满足Ec≤1×10‑5lx；步骤2：打开光源系统，调节可调光源电流达到可调光源额定电流，测量光源系统出口处色温值CT：步骤2.1：将色度计放置于光路中，使色度计探测器中心与光源系统出口中心位于同一光轴上，根据光源系统出口尺寸选择色度计探测器的视场角，并调节色度计与光源系统出口的距离使色度计探测器视场角完全覆盖光源系统出口，调节色度计探测器焦距并聚焦于光源系统出口处；步骤2.2：控制色度计多次测量光源系统出口处色温值，得到一组光源系统出口处色温值CT1、CT2、……、CTN，对CT1、CT2、……、CTN求平均值后得到光源系统出口处色温值CT；步骤2.3：判断光源系统出口处色温值CT是否满足CT∈(2856K±50K)的条件，如满足，则进入步骤2.4；如不满足，则改变可调光源电流值后，返回步骤2.2；步骤2.4：实时记录光源系统出口处色温值CT满足CT∈(2856K±50K)条件时，光电检流计的光电流值I，并实时监测光电检流计的光电流值变化ΔI，若ΔI<10nA，则进入步骤3，否则返回步骤2.2；步骤3：测量光源系统出口处亮度不均匀性E：步骤3.1：将亮度计放置于光路中，使亮度计探测器中心与光源系统出口中心位于同一光轴上，调节亮度计探测器焦距并聚焦于光源系统出口处；步骤3.2：以光源系统出口处中为测量原点；在光源系统出口面内，以测量原点为中心，在测量原点周围均匀取若干测量点；步骤3.3：采用亮度计对测量原点处的亮度值进行测量，通过多次测量并取平均值的方法得到测量原点处的亮度值L0；步骤3.4：采用亮度计对每个测量点处的亮度值进行测量，测量时，移动亮度计使亮度计探测器中心与测量点连线平行于光轴，对于第i个测量点，通过多次测量并取平均值的方法得到测量点i处的亮度值Li；步骤3.5：计算所有测量点亮度值与测量原点亮度值的比值：步骤3.6：计算光源系统出口处亮度不均匀性E＝max(Ci)‑min(Ci)，判断E是否满足E<1％，若满足，则进入步骤4，若不满足，则调整光源系统后返回步骤3.3；max(Ci)以及min(Ci)分别表示所有测量点亮度值与测量原点亮度值的比值中的最大值和最小值；步骤4：将分辨力靶置于光源系统出口与共轭透镜组之间，并使分辨力靶靶面中心与光源系统出口中心位于共轭透镜组光轴上，沿光轴方向调节共轭透镜组位置，使共轭透镜组出射透镜后观察到与分辨力靶同等大小的分辨力靶像，实现将分辨力靶位于共轭透镜组入射透镜的物方焦平面处；步骤5：将被测微光ICCD放置于测量暗箱中，被测微光ICCD光阴极面中心位于共轭透镜组光轴上；步骤6：被测微光ICCD将接收到的分辨力靶图像通过视频图像采集系统传输至分析系统；步骤7：分析系统实时显示视频图像采集系统传输的分辨力靶图像；调节光源系统照度，使分辨力靶图像对比度达到最佳；沿共轭透镜组光轴调节被测微光ICCD位置，使分辨力靶图像清晰度达到最佳，实现被测微光ICCD光阴极面位于共轭透镜组出射透镜像方焦平面处；步骤8：分析系统根据分辨力靶图像进行微光ICCD分辨力计算：步骤8.1：当被测微光ICCD光阴极面中心处于光源系统出口中心、分辨力靶靶面中心、共轭透镜组光轴构成的光轴上时，测量结果是被测微光ICCD的中心分辨力：分析系统分析当前视频图像采集系统传输的分辨力靶图像，对当前图像信息进行计算得到第一次中心分辨力计算结果Rc1，重复测量微光ICCD中心分辨力得到一组计算结果Rc2、……、RcS，对Rc1、Rc2、……RcS求平均值后得到被测微光ICCD中心分辨力计算结果Rc：s为被测微光ICCD中心分辨力测量次数；步骤8.2：以被测微光ICCD光阴极面中心点为圆心，取被测微光ICCD光阴极面上有效半径为80％的圆周，在圆周上每隔90°取四个点P_i，i＝1、2、3、4，通过调整被测微光ICCD位置，使被测微光ICCD光阴极面选取的四个点P_i依次位于光源系统出口中心、分辨力靶靶面中心、共轭透镜组光轴构成的光轴上，得到被测微光ICCD的边缘分辨力：对于第i个点，分析系统分析当前视频图像采集系统传输的分辨力靶图像，对当前图像信息进行计算得到第一次边缘分辨力计算结果重复测量微光ICCD边缘分辨力得到一组计算结果计算机对求平均值后得到被测微光ICCD边缘分辨力计算结果j为被测微光ICCD边缘分辨力测量次数。