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三代微光像增强器信噪比测试与噪声特性分析

崔东旭  
【摘要】:三代微光像增强器是构成先进微光夜视技术的核心器件,信噪比是微光像增强器的重要综合指标之一,本文围绕三代微光像增强器的信噪比测试技术、类针孔光源弱光照度测量和噪声特性分析中存在的问题,开展了一系列的研究工作。 本文首先研究了微光像增强器信噪比的测试原理和方法,以国军标为信噪比测试依据,对三代微光像增强器信噪比校准装置的硬件和软件分别进行设计和研制,包括总体结构、光源装置、光电检测组件、信号处理器、数据采集系统、分析软件模块和数据库存储模块等,建立了国内首台三代微光像增强器的信噪比校准装置,解决了国内微光像增强器信噪比测量量值统一和准确可靠问题。 研究了类针孔弱光光斑的光子统计特性及光子通量测量原理,基于光子计数测量方法研制类针孔微弱光照度计,首次实现了直径为0.2mm,照度为1.08×10-41x微光像增强器信噪比测试光源的照度直接测量,解决了由于微光像增强器信噪比测试光源照度的间接传递测量导致微光像增强器信噪比的测试无法闭环问题。 提出了MCP输出信噪比的概念和具体的测试方法,利用MCP噪声特性测试系统进行了MCP输出信噪比测试实验,为MCP噪声评价提供了新的技术途径;对微光像增强器中光阴极、MCP和荧光屏等各部件对整管信噪比产生影响进行理论分析,开展了微光像增强器信噪比链的验证试验,为进一步降低微光像增强器的噪声提供了理论依据和实验支撑。 在微光像增强器信噪比校准装置的基础上,利用低噪声高分辨率CCD,自行研制了halo效应测试仪,对超二代微光像增强器和三代微光像增强器的halo效应进行了测试分析。在低照度光源照射下,分别采集了一定直径的小孔像以及该小孔在不同微光像增强器荧光屏上的像,分析了小孔在微光像增强器荧光屏上形成halo图像的组成成分以及影响因素,并与美国三代微光像增强器halo效应值进行了比对,验证了我们测量的准确性。通过开展微光像增强器halo效应的测量研究,进一步推动了微光像增强器制管工艺的改进,并为微光像增强器性能评价提供了新的测试手段。


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