超快光学诊断系统CCD相机探测性能评价与测试-论文.pdf

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1、第41卷第2期光电工程go1．41，NO．22014年2月Opto—ElectronicEngineeringFeb．2014文章编号：1003—501X(2014)02—0019—08超快光学诊断系统CCD相机探测性能评价与测试彭博栋，李阳1,2，盛亮，张美，魏福利(1．西北核技术研究所，西安710024；2．西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安710049)摘要：为解决超快光学诊断系统(如条纹相机，像增强器选通型分幅相机等)中记录CCD相机的性能评价问题，分析得出记录CCD相机对探测下限和动态范围更加看重，提出了适用于超快光学

2、诊断系统记录CCD相机光学性能评价的两个原则：1)将有物理意义的像素群作为I}生能比较的单元，这样能去除CCD相机像素大小和像素数目带来的差异；2)宜使用最小可探测光强和光学动态范围作为CCD相机探测性能的衡量参数，这样能去除CCD相机数字化灰度、输出噪声起伏等带来的差异。在上述原则基础上，建立了不同种类CCD相机光学探测性能对比测试示例系统，对某型科学级CCD相机和某型EMCCD相机进行了对比测试。测试结果表明，EMCCD相机比科学级CCD相机具有更低的最小可探测光强和更宽的动态范围。上述CCD相机探测性能比较方法已经在z箍缩超快光学诊断系

3、统建立过程中得到成功应用。关键词：CCD相机；探测性能；最小可探测光强；动态范围；超快光学诊断中图分类号：TN206；TH74文献标志码：Ad0i：10．3969~．issn．1003—501X．2014．02．004MeasurementandEvaluationOfCCDCamera’SDetectingPerformanceinUltrafastOpticDiagnosticSystemsPENGBodong，LIYang'_，SHENGLiang’，ZHANGMei，WEIFull(1．NorthwestInstiuteofNulce

4、arTechnology，Xi'an710024，China；2．TheStateKeylaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment,Xi’anJiaotongUniversity，Xi’aft710049，China)Abstract：ToestablishamethodofcomparingrecordCCDcamera’Sperformanceinultrafastopticdiagnosticsystems(e．g．streakcameras，flamecamerasbasedon

5、gatedmicrochannelplateintensifier,etc．)，theCCDcamera’Smainperformanceparameterswerecomparedanddiscussed．ItistheanalyzingresultthatCCDcamera’Slowerdetectablelimitanddynamicrangebotharethemostimportantaspectsofthesesystems．TworulesthatcanensureonecomparingdifferentCCDcameras’

6、performancewithoutinstallingthemontoavirtualsystemwereintroduced．First，thepixelgroupassociatedwiththeminimalresolvableelementofthesystemshouldbetreatedasaunitSOthattheCCDcameraswithdiferentpixelnumberanddifferentpixelsizecanbecomparedfairly．Second，theminimaldetectableopticp

7、owerandtheopticdynamicrangearebothchosentobetheappropriateparametersforevaluatingtheperformanceamongCCDcameraswithdifferentdigitallevelsandoutputfluctuations．AdemonstrationsystemforevaluatingdiferentCCDcamerasofflinewasconstitutedwhereflscientificgradeCCDcameraandanEMCCDcam

8、eraweretested．ComparedwiththescientificgradeCCDcamera，theEMCCDcamera’Sminimaldetec