光电检测成像器件课件.ppt

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1、1．转换系数(增益)L：光电成像器件在法线方向输出的亮度E：输入光电成像器件的辐照度2.光电灵敏度（响应度）二、光电成像器件的特性3．时间响应特性光电成像器件的惰性来源于光电导效应的滞后和电容效应的滞后。在提取动态信号时，摄像管的光电流输出滞后于输入的光信号辐射，摄像管的惰性4图像信号的概念。图像信噪比两个相邻的像元，具有不同的辐射亮度。令两个像元的辐射量子数分别为n1和n2。两个像元的差异就代表了图像细节的信号。图像信号为根据统计光学理论，弱光满足泊松分布，其均方根方差等于均值，所以有图像噪声5图像噪声。6图像分辨力分

2、辨力是以人眼做为接收器，所判定的极限分辨能力。通常用光电成像在一定距离内能分辨的等宽黑白条纹数来表示。直视型光电成像器件：取输入像面上每毫米所能分辨的等宽黑白条纹数表示分辨力。记为：lp·mm-1非直视型光电成像器件：取扫描线方向，图像范围内所能分辨的等宽黑白条纹数表示分辨力。简称为电视线。（水平分辨力为466线，垂直分辨力为400线.）把各种不可见图像(包括红外图像，紫外图像及射线图像)转换成可见图像的器件称为变像管。把强度低于视觉阈值的图像增强到可以观察程度的器件称为像增强管。变像管与像增强管统称为像管，三非扫描型像

3、管1）变像管光电阴极(光敏面)、电子光学系统、荧光屏高真空管壳组成。工作过程：辐射图像形成在光电阴极上，光电阴极上各点产生正比与入射辐射的电子发射，形成电子图像电子光学系统将电子像传递到荧光屏上，在传递过程中将电子像放大荧光屏受电子轰击发光，形成可见光图像，完成光电转换对光电阴极要求是：具有很高的光谱响应灵敏度，热发射电流小，均匀性好。像管的光电阴极S-25(Sb-Na-K-Cs)S-20(Sb-K-Na-Cs)GaAs变像管的电子光学系统变像管的荧光屏像管对荧光屏的主要要求是：适合人眼观察的发光光谱；足够高的发光亮度；

4、高分辨力和好的传输函数；合适的余辉时间；良好的机械强度、化学稳定性和热稳定性。(Zn．Cd)S·Ag荧光粉，其发光颜色为黄绿色，峰值波长0.560μm，10％余辉时间0.05—2ms。像管的荧光屏是由荧光物质(粉粒)刷涂在基底上制成。它是像管中完成电光转换的部件。2）像增强器通常将增强器管(增像管)与高压电源经灌封工艺组装成整体的组件，称为微光像增强器，裸管为增像管或单管。微光像增强器的组成及工作原理输入图像输出图像光电阴极荧光屏输入光纤板输出光纤板加速电极聚焦电极电子轨迹像增强器基本结构类似于变像管：光电阴极，电子光学

5、系统，电子倍增器，荧光屏对光电阴极要求是：具有很高的光谱响应灵敏度，热发射电流小，切均匀性好。一种典型的锑钾钠铯多碱阴极，编号为s－20。像管的光电阴极s－25（锑钠钾铯）光电阴极的光谱响应向红外有所延伸，用于第一代和第二代增像管。第三代像增强器是在二代近贴管的基础上，将s－25阴极置换为砷化镓负电子亲和势光电阴极(GaAsNEA)。其灵敏度几乎是二代光电阴极的3—4倍。三种光电阴极的光谱响应效率曲线S-25(Sb-Na-K-Cs)S-20(Sb-K-Na-Cs)GaAs一代管单管结构第一代三级级联象增强管微通道式像增强

6、管（二代管）静电聚焦微通道像增强管。光阴极微通道板荧光屏近贴式第二代像管结构二代近贴管光阴极MCP荧光屏光纤扭曲器光纤面板微光像增强器的性能参数有效光电阴极直径在像管输入端上与光电轴同心、能完全成像于荧光屏上的最大圆直径。光通量增益G。用色温为2856K土50K的钨丝白炽灯照射像管的光电阴极，荧光屏输出的光通量Φ出与输入到光电阴极的光通量Φ入之比为光通量增益，即：有效荧光屏直径在像管输出端上与光电轴同心，并与有效光电阴极直径成物像关系的圆直径。光亮度增益GL荧光屏的法向输出光亮度L出与光电阴极输入光照度Eλ之比即为光亮度

7、增益，即：暗背景光亮度光电阴极无光照时，处于工作状态的像管荧光屏上的输出光亮度称为暗背景光亮度。[Cdm-2Lx-1]放大率荧光屏上输出像的几何大小与光电阴极上输入像的几何大小之比。分辨力像管分辨相邻两个物点或像点的能力。畸变距离光电轴中心不同位置处各点放大率不同的表征。以该点处的放大率与中心放大率的差除以中心放大率表示WJII型头盔式微光夜视仪四扫描型摄像管能够输出视频信号的一类真空光电管称为摄象管。将二维空间分布的光学图像转化为一维时序电信号光电发射式摄象管光电导式摄象管R靶电子束电子枪R光电阴极靶电子束电子枪移像区

8、光电发射式摄象管光电导式摄象管R靶电子束电子枪R光电阴极靶电子束电子枪移像区光电摄像器件的工作过程：1、光电转换：光学图像投射到器件光敏面上，以象素为单元分别进行光电转换，形成电量的潜像。2、光电信号的存储：每个象素在扫描周期内对转换的电量进行存储。3、扫描：扫描线按一定轨迹逐点采集转换后的电量，形成输出信号。RLC