[發(fā)明專利]一種探測器像素內(nèi)響應(yīng)變化測量方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011181240.8
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112504631A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁利;張承鈺;王立;鄭然;武延鵬;王苗苗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

1.一種探測器像素內(nèi)響應(yīng)變化測量方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)搭建探測器像素內(nèi)響應(yīng)變化測量系統(tǒng)；

(2)對入射光場圖像進行采集；

(3)探測器像素內(nèi)響應(yīng)變化圖處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種探測器像素內(nèi)響應(yīng)變化測量方法，其特征在于：探測器像素內(nèi)響應(yīng)變化測量系統(tǒng)包括：白熾燈光源(1)、彩色濾光片(2)、針孔掩模(3)、平行光管(4)、光學(xué)平臺(5)、顯微鏡物鏡(6)、圖像探測器芯片(7)、三軸位移平臺(8)、基座(9)、暗室艙(10)和直流電源(11)；

光學(xué)平臺(5)上依次放置白熾燈光源(1)、彩色濾光片(2)、針孔掩模(3)、平行光管(4)、顯微鏡物鏡(6)和三軸位移平臺(8)，基座(9)安裝在三軸位移平臺(8)上，圖像探測器芯片(7)固定在基座(9)上；顯微鏡物鏡(6)、圖像探測器芯片(7)、三軸位移平臺(8)和基座(9)均位于暗室艙(10)內(nèi)部；直流電源(11)用于給白熾燈光源(1)供電。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種探測器像素內(nèi)響應(yīng)變化測量方法，其特征在于：白熾燈光源(1)產(chǎn)生的光源通過彩色濾光片(2)獲得固定波長的光波同時濾掉紫外光和其他光學(xué)光，經(jīng)過彩色濾光片(2)的光線通過針孔掩模(3)后進入平行光管(4)，光線經(jīng)過平行光管(4)和顯微鏡物鏡(6)，照射在圖像探測器芯片(7)表面，并在單個像素及其相鄰像素上形成掃描光斑，以測量其在選定像素位置上的待測像素的響應(yīng)變化情況。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種探測器像素內(nèi)響應(yīng)變化測量方法，其特征在于：所述步驟(2)對入射光場圖像進行采集，具體為：

(2.1)打開光源，連接圖像探測器與計算機；待光源預(yù)熱十五分鐘穩(wěn)定后，圖像探測器表面產(chǎn)生一個光斑；在測量中選用圓形顯微鏡物鏡，得到的光斑輪廓為艾里斑衍射圖像；

(2.2)開始掃描前，控制三軸位移平臺，使得光斑定位在待測像素的中心，然后移動到掃描區(qū)域的開始位置；調(diào)整位移平臺與光軸共線的軸，使圖像探測器芯片移動到顯微鏡物鏡的焦平面上；

(2.3)對圖像探測器芯片以待測像素為中心，對其周圍預(yù)設(shè)像素區(qū)域進行掃描；

利用計算機控制三軸位移平臺移動，使入射光束在圖像探測器芯片上進行掃描并捕獲子幀圖像，以待測像素為中心的像素區(qū)域，構(gòu)成一幅子幀圖像；在每個掃描點位置捕獲M幅子幀圖像，計算每個掃描點數(shù)次掃描結(jié)果的平均值；

(2.4)掃描區(qū)域中所有掃描幀圖像的平均值存儲在計算機的數(shù)據(jù)文件中，存儲數(shù)據(jù)的順序與執(zhí)行掃描的順序相同；讀取所有文件，將待測像素的灰度值數(shù)據(jù)存儲在一個新矩陣中，由此獲得的待測像素信號作為入射光斑位置的函數(shù)，從而提供像素響應(yīng)圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種探測器像素內(nèi)響應(yīng)變化測量方法，其特征在于：光學(xué)顯微鏡物鏡分辨率的阿貝極限如下所示

其中，r_spot是光斑的半徑，定義為從光斑中心到第一個最小艾里斑的距離，λ是入射光波的波長，n是物鏡的折射率，α＝tan(d/2f)是由物鏡直徑d和焦距f定義的會聚角，NA是顯微鏡的數(shù)值孔徑，即鏡口率。