宇宙天気監視、紫外線早期警戒探査および高度分析機器などの分野での検出器の高感度かつ広ダイナミックレンジ検出能力の要求に対応し、紫外線領域における高感度・低ノイズの面配列単一光子計数器の利点と紫外線強化デジタルマイクロミラー素子の小ピクセルサイズ、高速空間光変調特性を組み合わせた単一光子計数紫外線イメージング検出システムを開発した。本システムは、各ピクセルが受け取るスペクトル時系列を動的に調整し、面配列単一光子計数器に到達する光子をピクセルレベルで変調することが可能である。目標スペクトル信号が弱い場合には、符号化変調法により検出対象の画像領域の信号対雑音比を向上させることができる。また、認識領域および空間領域の相関アルゴリズム制御により、対応する画像センサーピクセルの異なるレベルの光強度制御を実現し、飽和領域の光強度を画像センサーの最適領域に迅速に調整できる。システム内部の結合光学構造を設計し、波長範囲、暗計数率、ダイナミックレンジなどの指標を試験した。結果は応答波長域が180~320 nm、ダイナミックレンジが163.9 dB、暗計数率が0.481 cps/cm²、システム伝達関数が0.6以上で設計要件を満たしていることを示した。本システムは、紫外線スペクトル信号に対して高感度、低暗計数率、小ピクセルサイズおよび高速空間光変調率のイメージング検出を実現し、中国の紫外線領域における高感度イメージング検出分野に重要な技術支援を提供する。

短波光学;紫外線イメージング;単一光子計数イメージング;空間光変調;結合イメージング;高感度検出