制冷对电子倍增CCD相机成像质量的影响

武星星; 刘金国; 周怀得; 徐东; 张博研

doi:10.3788/OPE.20152313.0529

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

制冷对电子倍增CCD相机成像质量的影响

更新时间：2020-08-13

- 制冷对电子倍增CCD相机成像质量的影响
- Influence of cooling on imaging quality of EMCCD camera
- 光学精密工程 2015年23卷第10z期页码：528-532
- 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,中国,130033
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(No.61108066),吉林省科技发展计划资助项目(No.20130101028jc)()
- DOI：10.3788/OPE.20152313.0529
  中图分类号： V447.3
- 收稿日期：2015-06-05，
  
  修回日期：2015-06-25，
  
  纸质出版日期：2015-11-14
- 稿件说明：
移动端阅览
武星星, 刘金国, 周怀得等. 制冷对电子倍增CCD相机成像质量的影响[J]. 光学精密工程, 2015,23(10z): 528-532

WU Xing-xing, LIU Jin-guo, ZHOU Huai-de etc. Influence of cooling on imaging quality of EMCCD camera[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2015,23(10z): 528-532
武星星, 刘金国, 周怀得等. 制冷对电子倍增CCD相机成像质量的影响[J]. 光学精密工程, 2015,23(10z): 528-532 DOI： 10.3788/OPE.20152313.0529.

WU Xing-xing, LIU Jin-guo, ZHOU Huai-de etc. Influence of cooling on imaging quality of EMCCD camera[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2015,23(10z): 528-532 DOI： 10.3788/OPE.20152313.0529.

摘要

电子倍增CCD相机的读出噪声降低到1e

以下后

暗电流噪声成为电子倍增CCD相机的主要噪声源。由于制冷可以显著降低电子倍增CCD的暗电流噪声

因而其成为影响电子倍增CCD相机成像质量的重要因素。本文在分析比较不同制冷系统优缺点的基础上

提出了适用于航天应用的电子倍增CCD相机制冷系统。通过构建电子倍增CCD相机的噪声模型

分析了不同制冷效果对电子倍增CCD相机成像质量的影响。分析结果表明

电子倍增CCD相机焦面的温度从30℃降低到-30℃

信噪比从82.90提高到87.16后

可以显著改善电子倍增CCD相机的成像质量。该项研究结果为航天用电子倍增CCD相机的研制提供了重要的设计依据。

Abstract

After the readout noise of an Electron Multiplying Charge Coupled Device(EMCCD) camera is reduced as low as 1 e

the dark current noise becomes a primary noise source of the EMCCD camera. As the cooling can reduce the dark current noise of EMCCD camera remarkably

it has been one of the important factors influencing imaging quality of EMCCD camera. This paper analyzes and compares advantages and disadvantages of different cooling systems in the EMCCD camera

then it proposes a new cooling system for the EMCCD camera which is fitful for space-borne applications. By establishing a noise model of EMCCD camera

the influences of different cooling effects on imaging quality of EMCCD camera were analyzed. Analysis results indicate that Signal to Noise Ratio(SNR) of EMCCD camera is improved from 82.9 to 87.2 as the temperature of focal plane is lowered from 30℃ to-40℃. In addition

imaging quality of EMCCD camera can be improved effectively. The research results provides design references for development of EMCCD cameras used in space sciences.shen.

关键词

Keywords

references

卜洪波,陈瑞明,张玉贵,等. 一种星载相机EMCCD高压驱动电路设计[J]. 航天器工程,2012,21(3):48-53. BU H B,CHEN R M,ZHANG Y G, et al.. Design of high-voltage driver circuit for EMCCD in satellite camera[J]. Spacecraft Engineering,2012,21(3):48-53.(in Chinese)

余达,刘金国, 薛旭成,等. 光耦在EMCCD 电源中的应用[J]. 电光与控制, 2014,21(2):60-64. YU D,LIU J G,XUE X CH, et al.. Application of optocoupler circuit in EMCCD power supply[J]. Electronics Optics & Control, 2014,21(2):60-64.(in Chinese)

史继芳,杨斌,韩占锁,等. 基于双重模型客观评价微光像增强器的分辨力[J]. 光学精密工程,2013,21(9):2260-2265. SHI J F,YANG B, HAN ZH S, et al.. Objective evaluation of resolution for low-light-level image intensifier based on dual-model[J]. Opt. Precision Eng., 2013,21(9):2260-2265.(in Chinese)

卢纯青,武延鹏,梁潇,等. 高动态EMCCD 星敏感器总体参数设计方法[J]. 空间控制技术与应用,2013,39(6):58-62. LU CH Q,WU Y P, LIANG X, et al.. A system parameter design method for EMCCD star tracker in high dynamic applications[J]. Aerospace Control and Application, 2013,39(6):58-62.(in Chinese)

张闻文,陈钱. 基于电子倍增CCD噪声特性的最佳工作模式[J]. 光学精密工程,2008,16(10):1977-1981. ZHANG W W,CHEN Q. Optimum operation mode based on noise characteristics of electron multiplying CCD[J]. Opt. Precision Eng, 2008,16(10):1977-1981.(in Chinese)

刘静,刘惠,袁礼华. 镜头分离式CCD液氮杜瓦传热设计[J]. 半导体光电,2010,31(3):380-382. LIU J,LIU H,YUAN L H. Theoretical calculations for liquid nitrogen dewar in separate CCD camera[J]. Semiconductor Optoelectronics, 2010,31(3):380-382.(in Chinese)

陈永生. 微型斯特林制冷机的研究进展[J]. 红外,2002(8):11-19. CHEN Y SH. The development of research on stirling cryocooler[J].Infrared, 2002(8):11-19.(in Chinese)

胡白楠,陈晓屏,夏明. 微型斯特林制冷机的进展[J]. 红外技术,2006,12(8):730-734. HU B N,CHEN X P,XIA M. The development of low-power stirling cryocooler[J]. Infrared Technology, 2006,12(8):730-734.(in Chinese)

浏览量

538

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

空间相机碳纤维薄壁筒式主次镜支撑结构

火星环绕器姿轨控制误差对高分相机像质的影响

空间相机重复展收机构薄膜防护罩设计及分析

锥摆扫一体化空间相机成像模式设计

金属橡胶减振器在同轴两反空间相机中的应用