聚焦扫描线阵相机量子效率测试系统

唐延甫; 李俊霖; 杨永强; 李忠明; 韩冰

doi:10.37188/OPE.20212905.0975

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聚焦扫描线阵相机量子效率测试系统

现代应用光学 | 更新时间：2021-06-21

- 聚焦扫描线阵相机量子效率测试系统
- Quantum efficiency test system based on focusing scanning for linear array camera
- 光学精密工程 2021年29卷第5期页码：975-981
- 作者机构：
  
  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033
- 作者简介：
  
  [ "唐延甫（1987-），男，河南商丘人，硕士，助理研究员，2009年于西北工业大学获得学士学位，2012年于南开大学获得硕士学位，主要从事激光性能参数检测技术、图像传感器测试技术等方面的研究。E-mail：tangyanfu_123@163.com" ]
  [ "李俊霖（1984-），男，辽宁鞍山人，博士，副研究员，2007年于北京航空航天大学获得学士学位，2009年于天津大学获得硕士学位，2016年于中科院长春光机所获得博士学位，主要从事光电系统评测、图像传感器测试技术等方面的研究。E-mail： lijunlin0913@126.com" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(62005280)
- DOI：10.37188/OPE.20212905.0975
  中图分类号： TN386.5;TP391.4
- 收稿日期：2021-01-13，
  
  修回日期：2021-03-03，
  
  纸质出版日期：2021-05-15
- 稿件说明：
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唐延甫,李俊霖,杨永强等.聚焦扫描线阵相机量子效率测试系统[J].光学精密工程,2021,29(05):975-981.

TANG Yan-fu,LI Jun-lin,YANG Yong-qiang,et al.Quantum efficiency test system based on focusing scanning for linear array camera[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(05):975-981.
唐延甫,李俊霖,杨永强等.聚焦扫描线阵相机量子效率测试系统[J].光学精密工程,2021,29(05):975-981. DOI： 10.37188/OPE.20212905.0975.

TANG Yan-fu,LI Jun-lin,YANG Yong-qiang,et al.Quantum efficiency test system based on focusing scanning for linear array camera[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(05):975-981. DOI： 10.37188/OPE.20212905.0975.

摘要

为了测量线阵图像传感器的量子效率，建立了一套基于聚焦扫描法的量子效率测试系统。该系统由照明光源、单色仪、扫描运动机构和标准探测器等组成，利用扫描运动机构带动线阵相机和标准探测器高精度匀速运动，使相机对生成的单色光斑扫描成像；切换线阵相机与标准探测器之间的位置，可实现对单色光斑能量的测量；最后分析计算线阵相机采集图像灰度总和以及标准探测器探测的光能量总和，结合聚焦扫描法理论公式得到线阵图像传感器的量子效率。测试结果表明：聚焦扫描法测试线阵相机量子效率方案可行，重复精度较高，对测量结果不确定度进行分析，该方法量子效率的测量精度约为2.6%。聚焦扫描线阵相机量子效率测试系统通过动态直线扫描聚焦测量线阵相机的量子效率，弥补了线阵相机量子效率测试方法少、精度低的不足。另外，应用聚焦扫描法测量子效率并不局限于线阵相机，也可对多种类型相机进行光电参数测试，且测量精度可满足大多数项目的要求。

Abstract

In order to measure the quantum efficiency of linear array image sensor （hereinafter referred to as linear array camera）， a set of quantum efficiency measurement system based on focusing scanning method is established. A linear array CMOS camera is tested and the uncertainty of the test results is analyzed. Firstly， a test system composed of a lighting source， a monochromator， a scanning motion mechanism and a standard detector is built. Then the scanning motion mechanism is used to drive the linear array camera and the standard detector to move with high precision and uniform speed so that the camera can scan and image the generated monochromatic spot. By switching the position between the linear array camera and the standard detector， the energy of the monochromatic spot can be measured. Finally， the sum of gray scale of the images collected by the linear array camera and the sum of the light energy detected by the standard detector are analyzed and calculated. Combined with the theoretical formula of the focused scanning method， the quantum efficiency of the linear array camera is obtained. The test results show that the focusing scanning method is feasible for measuring the quantum efficiency of linear array camera， and the repeatability accuracy is high. By analyzing the uncertainty of the test results， the measurement accuracy of the quantum efficiency of this method is about 2.6%. Quantum efficiency measurement system for focused scanning linear array camera innovatively proposes the dynamic linear scanning focusing measurement of linear array camera quantum efficiency. This system is different from the traditional quantum efficiency test method for planar array camera that irradiated by monochromatic light combined with integrating sphere in principle， and makes up for the shortage of the linear array camera's quantum efficiency testing methods and low precision. In addition， the application of focusing scanning method to measure quantum efficiency is not limited to linear array cameras， but can also test photoelectric parameters of various types of cameras， and the measurement accuracy can meet the requirements of most projects.

关键词

Keywords

references

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