نظام تصوير كاشف بعدد فوتون واحد قائم على تقنية تعديل الضوء الفضائي المحسنة للأشعة فوق البنفسجية

GUO Naifei ,  

SUN Liang ,  

HE Lingping ,  

MA Tianqi ,  

TAO Chen ,  

WANG Wei ,  

YAN Wanhong ,  

摘要

استجابةً لمتطلبات مجالات مراقبة الطقس الفضائي، وتنبيه الأشعة فوق البنفسجية، والأدوات التحليلية المتقدمة لحساس ذات حساسية عالية ونطاق ديناميكي واسع، تقترح هذه الورقة دمج مزايا عداد الفوتونات المفردة من مصفوفة الوجه في الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية - الحساسية العالية، وانخفاض الضوضاء - وميزات جهاز المرايا الدقيقة الرقمية المحسنة للأشعة فوق البنفسجية ذات حجم البكسل الصغير ومعدل تعديل الضوء الفضائي العالي لتطوير نظام تصوير كاشف لأشعة فوق بنفسجية بعدد فوتونات مفردة. يمكن لهذا النظام ضبط التسلسل الطيفي لكل بكسل ديناميكيًا، ويقوم بالتعديل على مستوى البكسل للفوتونات التي تصل إلى عداد الفوتونات المفردة من مصفوفة الوجه، وعندما يتم التعرف على إشارة طيفية ضعيفة للهدف يمكن تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء لمنطقة تصوير الهدف باستخدام ترميز التعديل. عند التحكم في خوارزميات المجال الزمني والمكاني ذات الصلة، يتم تنظيم شدة الضوء لبكسلات مستشعر الصورة بمستويات مختلفة، مما يسمح بضبط سريع لشدة الضوء في المناطق المشبعة إلى أفضل منطقة لمستشعر الصورة. تقدم هذه الورقة نقاط تصميم الهيكل البصري المتداخل للنظام، وتم اختبار مؤشرات مثل نطاق الطول الموجي، ومعدل العد الداكن، والنطاق الديناميكي. نطاق الاستجابة هو من 180 إلى 320 نانومتر، النطاق الديناميكي 163.9 ديسبل، معدل العد الداكن 0.481 عدًا/ثانية/سم²، دالة نقل النظام >0.6، والنتائج المتصلة تتوافق مع متطلبات التصميم. يمكن لنظام التصوير الكاشف بالأشعة فوق البنفسجية المطور في هذه الورقة تحقيق التصوير عالي الحساسية، منخفض معدل العد الداكن، حجم البكسل الصغير، ومعدل تعديل الضوء الفضائي العالي لإشارات الطيف فوق البنفسجية. يوفر دعماً تقنيًا حرجاً لمجالات التصوير عالي الحساسية في مجال أشعة فوق بنفسجية في الصين.

关键词

بصريات موجات قصيرة; تصوير كاشف لأشعة فوق بنفسجية; تصوير بعداد فوتون واحد; تعديل الضوء الفضائي; تصوير متداخل; كاشف عالي الحساسية

阅读全文