一種ccd器件系統(tǒng)增益測量裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種CCD器件系統(tǒng)增益測量裝置，包括：激光器、激光穩(wěn)功率系統(tǒng)、連續(xù)可調(diào)衰減片及控制器、積分球、精密位移臺、暗室和主控計算機，所述積分球、位移臺以及被測CCD器件放置在光學暗室中；所述衰減片、位移臺以及被測CCD器件由相關接口連接到主控計算機上；所述激光器發(fā)出的光經(jīng)穩(wěn)功率系統(tǒng)以及衰減片后直接入射到積分球中；調(diào)整位移臺，使被測CCD器件正對積分球出光口。本發(fā)明通過連續(xù)調(diào)節(jié)衰減片改變光源強度來獲得CCD不同響應值的明場圖，不需要設置CCD的曝光時間；只需獲取一次暗場圖，然后即可連續(xù)獲取明場圖，過程簡單，數(shù)據(jù)量小，不需要繁瑣的開、關快門操作。
【專利說明】-種CCD器件系統(tǒng)增益測量裝置及方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及測試【技術(shù)領域】，特別涉及一種C⑶器件系統(tǒng)增益測量裝置，還涉及一 種CCD器件系統(tǒng)增益測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 系統(tǒng)增益代表了 CCD (Charge Coupled Device)電子學系統(tǒng)放大特性，是確定CCD 器件讀出噪聲、量子效率、滿阱容量等的重要參數(shù)，其他性能的評估也大都以它為基礎。在 CO)器件增益測試中，光子轉(zhuǎn)移曲線方法（PTC, photon transfer curve)目前應用最為廣 泛，傳統(tǒng)的光子轉(zhuǎn)移曲線方法需要連續(xù)改變CCD相機的曝光時間來獲取明場圖和暗場圖， 而實際實施時某些類型的CCD器件曝光時間的設置并不方便，甚至無法人為改變，這就給 這些CCD的系統(tǒng)增益測試帶來了一定的困難，并且明、暗場圖交替獲取造成了測試方案的 繁瑣，且數(shù)據(jù)量較大不易處理。
[0003] (XD器件的增益定義一個模數(shù)轉(zhuǎn)換單位（ADU)對應的原始光生電子數(shù)，單位為e7 ADU。目前測量增益最常用的方法為光子轉(zhuǎn)移曲線法。根據(jù)該方法，CCD的系統(tǒng)增益可以表 示為：
[0004]

【權(quán)利要求】
1. 一種CCD器件系統(tǒng)增益測量裝置，其特征在于，包括：激光器、穩(wěn)功率系統(tǒng)、衰減片及 其控制器、積分球、精密位移臺、暗室和主控計算機，所述積分球、位移臺以及被測CCD器件 放置在光學暗室中；所述衰減片、位移臺以及被測(XD器件由相關接口連接到主控計算機 上；所述激光器發(fā)出的光經(jīng)穩(wěn)功率系統(tǒng)以及衰減片后直接入射到積分球中；調(diào)整位移臺， 使被測C⑶器件正對積分球出光口。
2. 如權(quán)利要求1所述的CCD器件系統(tǒng)增益測量裝置，其特征在于，被測CCD器件到積分 球出光口的距離大于4倍的出光口 口徑。
3. 如權(quán)利要求1所述的CCD器件系統(tǒng)增益測量裝置，其特征在于，所述激光器采用 HeNe激光器，中心波長為632. 8nm。
4. 如權(quán)利要求1所述的CCD器件系統(tǒng)增益測量裝置，其特征在于，所述積分球直徑為 40-60cm，出光口直徑為8-12cm，入光口直徑為0· 5-2cm。
5. 如權(quán)利要求4所述的CCD器件系統(tǒng)增益測量裝置，其特征在于，所述積分球直徑為 50cm，出光口直徑為10cm，入光口直徑為lcm。
6. -種C⑶器件系統(tǒng)增益測量方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟（a)，連接設備，關閉激光器，將衰減片調(diào)至最大衰減，設置被測(XD器件的曝光時 間； 步驟（b)，通過被測CCD器件獲取若干張圖像，此時獲得的圖像為暗場圖，選取兩張計 算平均灰度值μ y.daA和方差
平均灰度值和方差的計算方法為式（2)和式（3):
(2) (3) 其中μ和σ 2為圖像的平均灰度值和方差；μ i和μ 2分別代表選取的兩張圖像，Μ、N 分別為獲取圖像的行像素數(shù)和列像素數(shù)； 步驟（c)，打開激光器，穩(wěn)定后通過被測CCD器件獲取若干張明場圖，并選取兩張計算 平均灰度值μ y和方差
，計算方法同所述步驟（b); 步驟（d)，使用計算機控制連續(xù)調(diào)節(jié)衰減片，判斷被測C⑶器件是否達到飽和，如未達 到飽和，則重復步驟（c); 步驟（e)，以μ y_y y.daA作為橫坐標，以
作為縱坐標描點，選取被測CCD器件 曝光量在飽和值70%以下的點進行直線擬合。
7. 如權(quán)利要求6所述的CCD器件系統(tǒng)增益測量方法，其特征在于，所述步驟（e)中，直 線擬合的步驟中y軸截距為0。
【文檔編號】H04N17/00GK104125456SQ201410351291
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】王洪超, 劉紅元, 王恒飛, 應承平, 吳斌 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所