[發明專利]一種基于宇宙射線的電荷耦合器件電荷轉移效率在軌測試方法

有效

• 申請號: 201710507965.3
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107273694B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 馮婕;李豫東;文林;于新;張興堯;郭旗
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所(普通合伙) 65106
• 代理人: 張莉

本發明涉及一種基于宇宙射線的電荷耦合器件電荷轉移效率在軌測試方法，該方法通過對同一天在軌暗場測試采集到的十幅圖進行統計，得到十幅圖中宇宙射線軌跡總數，然后統計每條宇宙射線軌跡在圖像上經過的列數，找出每條宇宙射線軌跡中灰度值最大的像素，以該像素為中心像素，其上下左右各個方向上的像素灰度值逐漸降低，尋找各方向上像素的灰度值介于圖像背景灰度值的1.5倍和中心像素灰度值之間的所有像素即為宇宙射線信號源覆蓋的像素。通過計算宇宙射線軌跡上所有像素的平均灰度值、宇宙射線上方信號源像素的灰度值總和以及宇宙射線下方信號源像素的灰度值總和，計算出總的電荷轉移損失率，以此求出基于該條宇宙射線的電荷耦合器件的單次電荷轉移效率。本發明實時性強，方法簡單，計算結果準確。

技術領域

本發明涉及圖像傳感器檢測技術領域，涉及一種基于宇宙射線的電荷耦合器件電荷轉移效率在軌測試方法。

背景技術

電荷耦合器件最重要的參數就是電荷群的轉移效率，它的高低直接反映器件的設計與工藝水平，器件能否正常工作，性能好壞也主要取決于它。電荷群在電荷耦合器件中轉移時受很多因素的影響，使其不能完全地由一個電極下的勢阱里轉移到另一個電極下的勢阱里，總有些損耗，不好的轉移效率將造成信號幅度、相位、頻率等的失真。因而引起圖像模糊不清,畸變很大,直至顯不出圖像,因而在研制電荷耦合器件時首先就是要測出其轉移效率,加以分析后再返回工藝,以提高器件水平。

電荷轉移效率是指信號電荷在電荷耦合器件轉移溝道內轉移時，進行一次電荷轉移的過程中，正確轉移的電荷與轉移前電荷的比值。電荷耦合器件在空間應用時，空間高能粒子會導致電荷耦合器件產生損傷，因此需要了解它在空間輻射環境下敏感參數的實時退化情況，電荷轉移效率就是其中一個重要敏感參數。由于在空間應用環境中，不具備地面測試電荷耦合器件電荷轉移效率的條件，沒有均勻光場，因此擴展像元邊緣響應法、首像元響應法不再適用；空間應用環境中也沒有X射線輻照及控制裝置，X射線堆積線徑跡方法也不再適用。現有測試方法均不能對在軌電荷耦合器件的電荷轉移效率進行在軌測量。本發明所述的基于宇宙射線的測試方法就能對在軌電荷耦合器件的電荷轉移效率進行在軌測試，而且對于電荷耦合器件剛進入空間環境后就能立即利用出現的宇宙射線計算其電荷轉移效率。

本發明提出一種基于宇宙射線的電荷耦合器件電荷轉移效率在軌測試方法，該方法通過對同一天在軌暗場測試采集到的十幅圖進行統計，得到十幅圖中宇宙射線軌跡總數。然后統計每條宇宙射線軌跡在圖像上經過的列數，找出每條宇宙射線軌跡中灰度值最大的像素，以該像素為中心，尋找其鄰近像素和鄰近像素的鄰近像素中符合灰度值大于1.5倍本底條件的所有像素即為宇宙射線信號源覆蓋的像素。通過計算宇宙射線軌跡上所有像素的平均灰度值、宇宙射線上方信號源像素的灰度值總和以及宇宙射線下方信號源像素的灰度值總和，根據公式計算出總的電荷轉移損失率，以此求出基于該條宇宙射線的電荷耦合器件的單次電荷轉移效率。利用上述方法求出剩余宇宙射線對應的單次電荷轉移效率，最后計算所求出的單次電荷轉移效率的均值，即為在軌電荷耦合器件的電荷轉移效率。本發明實時性強，方法簡單，可以準確測出空間應用的電荷耦合器件實時電荷轉移效率，為表征傳感器的性能及變化程度以及對極端環境下性能退化的預測提供了有效可行的方法。

發明內容