Однофотонная система визуализации на основе технологии усиленной пространственной модуляции света в ультрафиолетовом диапазоне
GUO Naifei
,
SUN Liang
,
HE Lingping
,
MA Tianqi
,
TAO Chen
,
WANG Wei
,
YAN Wanhong
,
DOI:
摘要
В ответ на потребности в области мониторинга космической погоды, обнаружения ультрафиолетовых предупреждений и высокоточных аналитических приборов, связанных с высокочувствительным детектором и большим динамическим диапазоном, в данной статье предлагается объединить преимущества однофотонного счетчика на матричной площадке в ультрафиолетовом диапазоне с высокой чувствительностью и низким уровнем шума, а также особенности цифрового микрозеркального устройства с малыми размерами пикселей и высокой скоростью пространственной модуляции света. Разработана система ультрафиолетовой однофотонной визуализации. Эта система способна динамически регулировать спектральный временной ряд на каждом пикселе, выполнять модуляцию фотонов, поступающих на однофотонный счетчик матрицы, а при обнаружении слабого спектрального сигнала цели улучшать отношение сигнал-шум в области изображения цели с помощью кодированной модуляции. Управляя алгоритмами релевантности в области распознавания и пространственной области, достигается многоуровневое управление интенсивностью света в пикселях изображения, что позволяет быстро регулировать световую интенсивность в насыщенных областях к оптимальной зоне сенсора изображения. В статье представлены основные конструктивные принципы внутренней оптической структуры системы, проведены тесты по диапазону длины волны, темновому счету и динамическому диапазону. Диапазон отклика составляет 180~320 нм, динамический диапазон — 163.9 дБ, темновой счет — 0.481 отсчет/с/см2, функция передачи системы >0.6, результаты соответствуют требованиям дизайна. Разработанная ультрафиолетовая система визуализации обеспечивает высокую чувствительность, низкий уровень темнового счета, малый размер пикселя и высокую скорость пространственной модуляции света для детекции ультрафиолетового спектра. Она предоставляет ключевую техническую поддержку для высокочувствительной визуализации в УФ-диапазоне в Китае.