Um den Anforderungen in den Bereichen Weltraumwetterüberwachung, ultraviolette Frühwarnung und hochentwickelte Analysegeräte hinsichtlich hoher Empfindlichkeit und großem Dynamikumfang von Detektoren gerecht zu werden, wurde ein UV-Bilddetektionssystem mit Einzeilphotonenzählung entwickelt. Dieses System kombiniert die Vorteile von Matrix-Einzelphotonenzählern mit hoher Empfindlichkeit und niedrigem Rauschen im UV-Bereich sowie die Eigenschaften von ultraviolettverstärkten digitalen Mikromirror-Geräten mit kleinen Pixelgrößen und hoher räumlicher Lichtmodulationsrate. Das System ermöglicht eine dynamische Anpassung der spektralen Empfangszeitreihe jedes Pixels und eine pixelgenaue Modulation der Photonen, die den Detektor erreichen. Bei Erkennung schwacher Zielspektralsignale kann durch codierte Modulationsmethoden das Signal-Rausch-Verhältnis im Zielbildbereich verbessert werden; bei Steuerung durch korrelative Algorithmen im Erkennungs- und Raumdomänenbereich wird eine mehrstufige Lichtintensitätskontrolle der einzelnen Pixel des Bildsensors realisiert, wodurch die Lichtintensität in Sättigungsbereichen schnell auf den optimalen Bereich des Bildsensors eingestellt werden kann. Die interne gekoppelte optische Struktur des Systems wurde entworfen und die Parameter wie Wellenlängenbereich, Dunkelzählrate und Dynamikbereich getestet. Die Ergebnisse zeigen eine Ansprechbandbreite von 180~320 nm, einen Dynamikbereich von 163,9 dB, eine Dunkelzählrate von 0,481 cps/cm² und eine Systemübertragungsfunktion >0,6, was den Designanforderungen entspricht. Das System ermöglicht eine hochsensible Bilddetektion von UV-Spektralsignalen mit niedriger Dunkelzählrate, kleinen Pixelgrößen und hoher räumlicher Lichtmodulationsrate und bietet eine Schlüsseltechnologieunterstützung für den hochsensiblen UV-Bilddetektionsbereich in China.

Kurzwellenoptik; UV-Bildgebung; Einzelphotonenzählbildgebung; räumliche Lichtmodulation; gekoppelte Bildgebung; hochsensitive Detektion