专利名称：一种ccd探测器标定方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种CXD探测器标定方法及装置，尤其涉及一种激光参数测量用CXD 探测器性能标定方法及其标定装置。
背景技术：
随着神光三主机装置大科学工程深入开展，对激光性能参数测量诊断显得越来越 重要。激光性能参数测量诊断所用的探测器全部为CCD成像探测器。由于神光三激光波长 主要为351nm和1053nm，对于CCD探测器来说响应比较低，性能参数将会下降，直接影响神 光三主机装置激光性能参数测量的准确性。目前标定CCD探测器有两方法，一种方法用激 光器和楔形镜的组合，只对CCD探测器动态范围测量，其它关键参数如均勻性、响应度、信 噪比等无法测量，且测量精度低。另一种方法用积分球均勻白光光源测试，与实际使用的激 光波长不符，导致CCD探测器标定的参数与实际参数相差很大。用上述两种标定方法，会使 CCD探测器测量激光参数的可信度大大降低。发明内容
为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种激光参数测量CCD探 测器性能标定的方法及装置，解决了激光参数测量CCD探测器性能参数标定的问题，该装 置能够有效的标定CCD的性能参数并且能够给出修正系数，很好的保证激光参数测量的准 确性。
本发明的技术解决方案是一种CXD探测器标定装置，其特征在于该装置包括激 光器、衰减器、积分球以及能量探测器，所述能量探测器设置在积分球上，所述衰减器设置 在激光器和积分球之间，激光器、衰减器和积分球三者位于同一光路上。
该装置还包括可变光阑，所述可变光阑设置在者积分球上，与衰减器位于同一光 路上。
上述衰减器、CCD探测器以及能量探测器均连接于采集与控制计算机。
上述能量探测器前设置有相应波长的带通滤光片，所述能量探测器通过控制卡和 采集与控制计算机连接。
上述衰减器是由可变狭缝或不同透过率的衰减片组成的。
上述能量探测器在351nm波段是硅(si)探测器，在1053nm波段是铟镓砷 (INGaAa)探测器。
一种基于该CCD探测器标定装置的标定方法，其特征在于该方法包括以下步骤
(1)将CXD探测器安装在积分球上，将CXD探测器曝光时间、增益设置到正常工作 状态；
(2)开启激光器，计算机控制衰减器转动到光能透过最大的位置，计算机采集CXD 探测器图像并处理图像；
(3)按一定步距控制衰减器转动，减少能量，采集探测器图像和能量探测器数据，当CCD探测器图像灰度的输出值达到暗电流的值时，停止采集；
(4)将在不同能量下采集到的图像数据按最小二乘法进行线性拟合处理，可得到 CCD探测器响应度、信噪比、动态范围、响应线性度和均勻性修正系数参数。
在上述标定方法中，计算机采集CCD探测器临界饱和图像时，用计算机控制衰减 器转动，使C⑶探测器图像灰度的最大值达到饱和时的95%，采集此时的CXD探测器图像和 能量探测器数据。
本发明的优点是
1、本发明采用激光器、衰减器、能量探测器和积分球组合标定CCD探测器，可以准 确标定CCD探测器响应度、信噪比、动态范围、响应线性度等关键参数；
2、在输入不同能量的情况下，用最小二乘法对采集的数据进行处理，可以得到CXD 探测器的均勻性修正系数和响应的暗电流噪声；
3、本发明提供的标定装置，利用不同的激光波长，可以准确的测量神光三激光参 数测量用CCD探测器在不同波长的响应率；
4、本发明提供的标定装置中加入了可变光阑，可以减少外界杂光对CCD探测器性 能标定的影响，提高CCD探测器标定的精度；
5、利用本发明标定CCD探测器性能，数据采集、处理由计算机完成，稳定性高、重 复性好，测量结果置信度高；
6、本发明使CCD探测器标定的自动化程度大幅度提高，适用于批量化检验，节省 了劳动力和成本。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明提供的CCD探测器标定装置包括激光器1、衰减器2、积分球3、可 变光阑4、能量探测器5、采集与控制计算机6，激光器电源8，激光器1、衰减器2、积分球3依 次设置在平台7上，调节激光器1和衰减器2的高度一样，激光器1要求功率短期内稳定， 并且波长可以变化，具体根据实际需求定制。衰减器2由可变狭缝或不同透过率的衰减片 组成，用来衰减激光能量。积分球3使进入的光束多次反射后达到均勻。可变光阑4设在 积分球上或者衰减器2和积分球3之间，用来消除外界杂光的影响。能量探测器5设置在 积分球3上，探测积分球3内光束的能量；能量探测器5在351nm波段选用硅(si)探测器， 在1053nm波段选用铟镓砷(INGaAa)探测器，能量探测器5前配有相应波长带通滤光片，能 量探测器5用控制卡和计算机6连接。衰减器2、CCD探测器9、能量探测器5都与计算机 6相连接，计算机6控制衰减器2的工作，并采集CXD探测器9和能量探测器5的数据。通 过计算机6的控制，衰减器2可以转动，从而透过的激光能量会根据位置不同而改变，这样 用计算机6可以直接控制，得到不同的能量下的数据。
工作时将CXD探测器9安装在积分球3上，将CXD探测器9曝光时间、增益设置到 正常工作状态，开启激光器1，计算机6控制衰减器2转动到光能透过最大的位置，计算机6 采集CCD探测器9图像并处理图像。如果图像饱和，用计算机6控制衰减器2转动，使CCD探测器9图像灰度的最大值达到饱和时的95%，采集此时的CXD探测器9的图像和能量探 测器数据。按一定步距控制衰减器2转动，减少能量，采集探测器图像和能量探测器数据。 当CCD探测器9图像灰度的最大值达到暗电流的值时，停止采集。将采集到的图像数据按 最小二乘法进行处理，可得到CCD探测器9的响应度、信噪比、动态范围、响应线性度和均勻 性修正系数等参数。
权利要求
1.一种CCD探测器标定装置，其特征在于该装置包括激光器、衰减器、积分球以及能 量探测器，所述能量探测器设置在积分球上，所述衰减器设置在激光器和积分球之间，激光 器、衰减器和积分球三者位于同一光路上。
2.根据权利要求1所述的CCD探测器标定装置，其特征在于该装置还包括可变光阑， 所述可变光阑设置在积分球上，与衰减器位于同一光路上。
3.根据权利要求1所述的CCD探测器标定装置，其特征在于该装置还包括可变光阑， 所述可变光阑设置在衰减器和积分球之间，与衰减器位于同一光路上。
4.根据权利要求1所述的CCD探测器标定装置，其特征在于所述衰减器、CCD探测器 以及能量探测器均连接于采集与控制计算机。
5.根据权利要求4所述的CCD探测器标定装置，其特征在于所述能量探测器前设置 有相应波长的带通滤光片，所述能量探测器通过控制卡和采集与控制计算机连接。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的CCD探测器标定装置，其特征在于所述 衰减器是由可变狭缝或不同透过率的衰减片组成的。
7.根据权利要求6所述的CCD探测器标定装置，其特征在于所述能量探测器在351nm 波段是硅(si)探测器，在1053nm波段是铟镓砷(INGaAa)探测器。
8.一种基于该CCD探测器标定装置的标定方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)将CCD探测器安装在积分球上，将CCD探测器曝光时间、增益设置到正常工作状态；(2)开启激光器，计算机控制衰减器转动到光能透过最大的位置，计算机采集CXD探测 器图像并处理图像；(3)按一定步距控制衰减器转动，减少能量，采集探测器图像和能量探测器数据，当 CCD探测器图像灰度的最大值达到暗电流的值时，停止采集；(4)将采集到的图像数据按最小二乘法进行处理，可得到CCD探测器响应度、信噪比、 动态范围、响应线性度和均勻性修正系数参数。
9.根据权利要求8所述的CCD探测器标定方法，其特征在于所述标定方法在计算机 采集CCD探测器图像饱和时，用计算机控制衰减器转动，使CCD探测器图像灰度的最大值达 到饱和时的95%，采集此时的CXD探测器图像和能量探测器数据。
全文摘要
本发明涉及一种CCD探测器标定方法及装置，该装置包括激光器、衰减器、积分球以及能量探测器，能量探测器设置在积分球上，衰减器设置在激光器和积分球之间，激光器、衰减器和积分球三者位于同一光路上。本发明提出的激光参数测量CCD探测器性能标定的方法及装置，解决了激光参数测量CCD探测器性能参数标定的问题，该装置能够有效的标定CCD的性能参数并且能够给出修正系数，很好的保证激光参数测量的准确性。
文档编号G01M11/02GK102032983SQ200910024039
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者李霞, 赛建刚, 赵建科, 陈永权 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所