一种ccd器件系统增益测量装置及方法
【专利摘要】本发明提出了一种CCD器件系统增益测量装置，包括：激光器、激光稳功率系统、连续可调衰减片及控制器、积分球、精密位移台、暗室和主控计算机，所述积分球、位移台以及被测CCD器件放置在光学暗室中；所述衰减片、位移台以及被测CCD器件由相关接口连接到主控计算机上；所述激光器发出的光经稳功率系统以及衰减片后直接入射到积分球中；调整位移台，使被测CCD器件正对积分球出光口。本发明通过连续调节衰减片改变光源强度来获得CCD不同响应值的明场图，不需要设置CCD的曝光时间；只需获取一次暗场图，然后即可连续获取明场图，过程简单，数据量小，不需要繁琐的开、关快门操作。
【专利说明】-种CCD器件系统增益测量装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测试【技术领域】，特别涉及一种C⑶器件系统增益测量装置，还涉及一 种CCD器件系统增益测量方法。
【背景技术】
[0002] 系统增益代表了 CCD (Charge Coupled Device)电子学系统放大特性，是确定CCD 器件读出噪声、量子效率、满阱容量等的重要参数，其他性能的评估也大都以它为基础。在 CO)器件增益测试中，光子转移曲线方法（PTC, photon transfer curve)目前应用最为广 泛，传统的光子转移曲线方法需要连续改变CCD相机的曝光时间来获取明场图和暗场图， 而实际实施时某些类型的CCD器件曝光时间的设置并不方便，甚至无法人为改变，这就给 这些CCD的系统增益测试带来了一定的困难，并且明、暗场图交替获取造成了测试方案的 繁琐，且数据量较大不易处理。
[0003] (XD器件的增益定义一个模数转换单位（ADU)对应的原始光生电子数，单位为e7 ADU。目前测量增益最常用的方法为光子转移曲线法。根据该方法，CCD的系统增益可以表 示为：
[0004]
【权利要求】
1. 一种CCD器件系统增益测量装置，其特征在于，包括：激光器、稳功率系统、衰减片及 其控制器、积分球、精密位移台、暗室和主控计算机，所述积分球、位移台以及被测CCD器件 放置在光学暗室中；所述衰减片、位移台以及被测(XD器件由相关接口连接到主控计算机 上；所述激光器发出的光经稳功率系统以及衰减片后直接入射到积分球中；调整位移台， 使被测C⑶器件正对积分球出光口。
2. 如权利要求1所述的CCD器件系统增益测量装置，其特征在于，被测CCD器件到积分 球出光口的距离大于4倍的出光口 口径。
3. 如权利要求1所述的CCD器件系统增益测量装置，其特征在于，所述激光器采用 HeNe激光器，中心波长为632. 8nm。
4. 如权利要求1所述的CCD器件系统增益测量装置，其特征在于，所述积分球直径为 40-60cm，出光口直径为8-12cm，入光口直径为0· 5-2cm。
5. 如权利要求4所述的CCD器件系统增益测量装置，其特征在于，所述积分球直径为 50cm，出光口直径为10cm，入光口直径为lcm。
6. -种C⑶器件系统增益测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤（a)，连接设备，关闭激光器，将衰减片调至最大衰减，设置被测(XD器件的曝光时 间； 步骤（b)，通过被测CCD器件获取若干张图像，此时获得的图像为暗场图，选取两张计 算平均灰度值μ y.daA和方差
平均灰度值和方差的计算方法为式（2)和式（3):
(2) (3) 其中μ和σ 2为图像的平均灰度值和方差；μ i和μ 2分别代表选取的两张图像，Μ、N 分别为获取图像的行像素数和列像素数； 步骤（c)，打开激光器，稳定后通过被测CCD器件获取若干张明场图，并选取两张计算 平均灰度值μ y和方差
，计算方法同所述步骤（b); 步骤（d)，使用计算机控制连续调节衰减片，判断被测C⑶器件是否达到饱和，如未达 到饱和，则重复步骤（c); 步骤（e)，以μ y_y y.daA作为横坐标，以
作为纵坐标描点，选取被测CCD器件 曝光量在饱和值70%以下的点进行直线拟合。
7. 如权利要求6所述的CCD器件系统增益测量方法，其特征在于，所述步骤（e)中，直 线拟合的步骤中y轴截距为0。
【文档编号】H04N17/00GK104125456SQ201410351291
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】王洪超, 刘红元, 王恒飞, 应承平, 吴斌 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所