一种用于CCD标定的同心圆均匀分布干涉基线排布方法与流程

本发明涉及仪器标定，特别涉及一种用于CCD标定的同心圆均匀分布干涉基线排布方法。

背景技术：

CCD自20世纪70年代初发明以来，如今已经发展为大面阵高量子效率高均匀性的探测器，在光电成像领域具有不可替代的作用。CCD在科学与技术领域的广泛应用也不断挑战着CCD的性能极限以及人类对CCD的标定能力。特别地，在天体测量和光电成像领域，CCD作为超高精度的位置探测器，需要对其像素位置、像素内/间量子效率等像素特性进行精确标定。近年来，一种利用外差式激光干涉方法对CCD像素特性进行标定的方法逐渐发展起来。

当前，利用激光干涉方法对CCD像素特性进行标定有两类方法。一种是同频双光束及激光干涉方法，如图1所示，采用“一”字型基线设计，通过改变基线的方向获得第二组基线。测量中通过水平基线和竖直基线产生两组静态干涉条纹，利用这两组干涉条纹对CCD像素位置进行反演。

另一种方法是外差式激光干涉方法，该方法采用“L”型干涉基线设计方案，如图2所示，在“L”型工作台上放置多根光纤，通过两两组合产生多组干涉基线。这种方法的优点是，除利用相互垂直的基线进行像素位置测量外，还可以利用多组倾斜条纹在频域空间对像素内量子效率进行标定。这种方法由于采用外差式激光干涉方案，利用差频双光束干涉产生的动态干涉条纹，可以对相邻像素的相位进行精确测量，从而获得像素位置的高精度测量结果。对于目前的干涉方法，干涉基线是在相互垂直的两个基线上放置多根光纤产生的。实验中这种类型的干涉基线一般通过将光纤固定于ULE玻璃台或其它由零膨胀材料做成平台的两个相互垂直的面上得到。这种基线得到的空间频率仅分布在一个象限，对于高精度的像素内量子效率测量需要对二维空间频率进行非线性最小二乘拟合，利用一个象限的数据点拟合其它三个象限的点显然有一定的局限性。若要得到高精度的像素内量子效率测量结果，需要空间频率均匀分布在四个象限。因此，如何巧妙地设计干涉基线成为利用外差式激光干涉方法对阵列探测器进行标定的核心问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服已有的CCD标定方法空间频率仅分布在一个象限的缺陷，从而提出一种能有效产生均匀分布在四个象限的空间频率的干涉基线的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于CCD标定的同心圆均匀分布干涉基线排布方法，包括：

步骤1)、以一点为圆心，在其周围设立至少两个同心圆；

步骤2)、在所述至少两个同心圆的各个圆周上放置光纤的尾纤输出端，这些光纤的尾纤输出端围绕同心圆的圆心均匀分布于四个象限，使得所有光纤的尾纤输出端围绕圆心呈中心对称分布，且均匀分布于四个象限的所述光纤的尾纤输出端均匀分布于相互垂直的倾角为45度的两个直径上。

上述技术方案中，所述同心圆的个数为两个，所述光纤的尾纤输出端有16个，其中，8个光纤的尾纤输出端放置在半径较短的一个同心圆上，8个光纤的尾纤输出端放置在半径较长的另一个同心圆上。

本发明的优点在于：

本发明的方法采用同心圆均匀分布的干涉基线设计，能获得各种倾向和各种条纹间距的干涉条纹，干涉条纹的(u,v)覆盖均匀，能覆盖四个象限。

附图说明

图1是“一”字型干涉基线设计示意图；

图2是“L”型干涉基线设计示意图。

图3是同心圆均布干涉基线设计示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

在星点像高精度质心定位过程中，由于阵列探测器像素位置的不均匀性以及像素内/间量子效率的不均匀性，导致质心定位的精度受到一定的限制。利用激光干涉的方法可以实现对上述这些像素特性的测量与标定。对于像素位置测量来说，由于像素间量子效率的差异性，导致用静态干涉条纹反演像素位置出现一定的偏差，这种偏差和像素位置本身的偏差是分不开的。因而利用外差式激光干涉的方法可以解决这个问题。同时，外差式激光干涉通过产生多组各种倾向的条纹可以实现对像素类量子效率的测量。如背景技术中所提到的，现有技术中的方法是利用“L”型基线产生多组干涉条纹，这种设计导致空间频率覆盖仅局限于一个象限，(u,v)覆盖((u，v)覆盖是电磁波干涉专业术语，指的是干涉条纹的频率覆盖。u、v分别指x、y两个方向的频率分量kx、ky)不均匀，这给数据拟合和测量量的反演带来很多问题。因此，如何巧妙地设计干涉基线，进而提高(u,v)覆盖均匀性成为一个亟待解决的问题。

本发明充分考虑利用外差式激光干涉对阵列探测器进行标定时(u,v)覆盖均匀性的问题，提出一种用于CCD标定的同心圆均匀分布干涉基线排布方法，这种排布方法可以产生四个象限的空间频率分布，有效克服了“一”字型设计(附图1)和“L”型设计(附图2)带来的(u,v)覆盖不均匀的问题。

参考图3，本发明的用于CCD标定的同心圆均匀分布干涉基线排布方法，具体包括：

步骤1)、以一点为圆心，在其周围设立两个同心圆；

步骤2)、将8个光纤的尾纤输出端放置在半径较短的一个同心圆上，将8个光纤的尾纤输出端放置在半径较长的另一个同心圆上，且这些尾纤输出端围绕同心圆的圆心均匀分布于四个象限，使得所有尾纤输出端围绕圆心呈中心对称分布。

在图3所示的实施例中，在排布光纤时设立了两个同心圆，在其他实施例中，所设立的同心圆的个数不限于两个，还可以是三个、四个。当同心圆的数目增加时，尾纤输出端的数目也会相应增加，具体数目只要能够保证所有光纤干涉基线的频率覆盖满足测量条件即可，其中，干涉基线是指任意两束光之间的连线。

以上是对本发明方法的步骤描述，下面对本发明方法所具有的优势进行说明。

所述的尾纤输出端位于同心圆上，这种设计能保证具体结构加工过程中的精度和便利。同时尾纤输出端放置在同心圆的半径上，方便控制尾纤之间的间距，进而控制干涉条纹间距。

所述的尾纤输出端围绕同心圆的圆心均匀分布于四个象限，使得所有尾纤输出端围绕圆心呈中心对称分布。这种设计保证了干涉条纹的空间频率能覆盖四个象限。

在每个同心圆上排布有8个光纤的尾纤输出端，且所有尾纤输出端围绕圆心呈中心对称分布使得所形成的光纤干涉基线中包含两组与水平基线呈45度夹角、相互垂直的干涉基线，这两组干涉基线能形成相互垂直的干涉条纹，这两组干涉基线和水平竖直干涉基线的组合具有相同的效果。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。