[发明专利]一种用于图像传感器像素内量子效率测量的系统

说明书

本发明涉及一种图像传感器像素内量子效率测量系统，包括：激光器、光纤分束器、声光调制器、射频合成与驱动器、偏振控制器、光开关、干涉基线、图像传感器以及计算模块；其中，激光器提供波长稳定、强度稳定的激光；光纤分束器将激光器输出的激光分成两束强度1:1的激光；两束强度1:1的激光分别输入到两个声光调制器中，声光调制器在射频合成与驱动器的控制下为两束激光形成一个差频并锁定，偏振控制器对具有差频的两束激光的偏振方向进行调节，形成四步相移干涉条纹；光开关用于将光纤中的光切换至不同的干涉基线；干涉基线用于均匀覆盖频率空间；图像传感器用于采集四步相移图像；计算模块由四步相移图像得到像素内量子效率的实域分布。

技术领域

本发明涉及航天领域，特别涉及一种用于图像传感器像素内量子效率测量的系统。

背景技术

固态图像传感器(CCD、CMOS-APS等)在光学成像领域已经占据了统治地位。此类图像传感器在很多专业领域具有广泛的应用。随着固态图像传感器在读出噪声、电荷转移效率、读出时间、量子效率、低功耗等方面性能的逐步提升，固态图像传感器在很多应用中几乎变成了独一无二的选择。在图像传感器的实际应用中，发展出了很多关于标定图像传感器像素间量子效率(平场响应)的方法和技术，这些方法和技术都假设在像素内部，量子效率都是一致的、均匀的。但是，实际上，像素内部的量子效率是不一样的，即像素内响应的非均匀性。对于过采样的点扩散函数，像素内量子效率假设为均匀对实际应用不会产生太大影响。但是对于临界采样或欠采样的点扩散函数，像素内量子效率的非均匀性将会影响实际测量精度，例如，光度测量精度和位置测量精度。

在实际应用中，例如，天文测光和天体测量等领域，往往需要对像素内响应的非均匀性进行标定。面对欠采样或临界采样的图像，为了提高测量精度，测量像素内响应的非均匀性是必须面对的问题。传统的最直接的方法是人工生成一个足够小的光斑，对每一个像素逐行扫描。这样根据输出信号，通过插值即可获取分辨率足够高的像素内响应非均匀性的二维分布。这种方法的优点是通过光斑扫描可以直接获取像素内量子效率的二维分布。缺点是，人为制造的足够小的光斑由于衍射极限的原因，光斑不可能无限小。另外，对像素进行逐点扫描，效率低下，分辨率不容易做得很大，尤其是针对MOSAIC结构的大焦面，在实际工程中很难推广。实际应用迫切需要寻求新的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中利用光斑扫描法测量图像传感器像素内量子效率的系统及方法的缺陷，从而提供一种便捷的图像传感器像素内量子效率测量系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种图像传感器像素内量子效率测量系统，包括：激光器1、光纤分束器2、声光调制器3、射频合成与驱动器4、偏振控制器5、光开关6、干涉基线7、图像传感器8以及计算模块9；其中，

所述激光器1提供波长稳定、强度稳定的激光；所述光纤分束器2将所述激光器1输出的激光分成两束强度1:1的激光；两束强度1:1的激光分别输入到两个声光调制器3中，所述声光调制器3在所述射频合成与驱动器4的控制下为所述两束激光形成一个差频并锁定，所述偏振控制器5对具有差频的两束激光的偏振方向进行调节，从而形成四步相移干涉条纹；所述光开关6用于将光纤中的光切换至不同的干涉基线7；所述干涉基线7用于均匀覆盖频率空间；所述图像传感器8用于采集四步相移图像；所述计算模块9由四步相移图像得到像素内量子效率的实域分布。

上述技术方案中，所述激光器1的波长在300nm-4000nm范围内；所述激光器1有多个，不同的激光器1有不同的波长范围，以实现对所述图像传感器8的波长响应范围进行全覆盖。

上述技术方案中，所述激光器1采用气体或半导体激光器实现。

上述技术方案中，所述声光调制器3在所述射频合成与驱动器4的控制下使两束激光的差频在{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}Hz中任意一个。

上述技术方案中，所述的偏振控制器5能够360度调节两束激光的偏振方向。