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摘 要:针对电荷耦合器件(charge-coupled device,CCD)的光强响应曲线的测量,提出采用大功率LED作为线性光源,设计基于成像方式的光强响应信号的测量装置。通过控制恒流激励电流大小来调节LED的辐射输出并测量CCD的响应数据。根据CCD响应信号拟合出对应的光强响应曲线,并建立光電响应模型分析CCD饱和与非饱和的响应特性。实验结果表明:CCD的光强响应受到LED发光角和辐射模式的影响,当采用LED作为CCD光强响应测量的线性可调光源时,不能忽视LED光强分布的近朗伯特性;同时,H694C-II相机输出灰度值大于61 713时CCD ICX694AL的光强响应曲线出现较明显的饱和非线性,但在非饱和区域CCD具有优良的线性响应特性。
关键词:光强响应;电荷耦合器件;成像方式;大功率LED;非线性
文献标志码:A 文章编号:1674-5124(2016)12-0121-05
因此,以LED为线性可调激励光源的CCD光强响应特性的测量,因为LED发光的近朗伯特性,其光轴与CCD成像主轴夹角θ,以及辐射模式m值的差异,影响了CCD的光强响应信号的大小。为避免LED光强分布近朗伯特性的影响并简化测量过程中的函数关系,应确保LED光轴与CCD成像主轴的夹角为0°。
3 结束语
针对CCD光强响应曲线的测量,采用大功率LED作为线性可调光源,设计基于成像方式的光强响应测量装置。通过偏转LED光轴与CCD成像主轴之间的夹角,分别测量LED的出光角在0°、30°、60°和80°时对应的CCD光强响应数据,并通过最小二乘法进行曲线拟合。实验结果表明:CCD的光强响应受到LED发光角θ和辐射模式m值的影响,当采用LED作为CCD光强响应测量的线性可调光源时,不能忽视LED光强分布的近朗伯特性;同时CCD的光强响应进入饱和区域时,由于像素的光电响应出现饱和,以及垂直溢漏技术的电荷泄放,使得CCD光强响应曲线出现较为明显的饱和非线性,但在非饱和区域, CCD ICX694AL具有优良的线性响应特性。
参考文献
[1] 任建伟,张艳琪,叶钊,等. CCD辐射响应函数矩阵的建立与应用[J]. 光学精密工程,2012,20(5):957-962.
[2] 赵友全,江磊,何峰,等. 线阵CCD光电响应非线性特性测定与分析[J]. 光电工程,2015,42(7):19-23.
[3] 肖韶荣,杨丽,吴群勇,等. 紫外LED圆环阵列均匀照明的实现方法[J]. 应用光学,2013,34(5):742-747.
[4] 王加文,苏宙平,袁志军,等. LED阵列模组化中的照度均匀性问题[J]. 光子学报,2014,43(8):0822004-1-0822004-6.
[5] 王宝,余荣斌,李丰果. 多颗LED模组系统的排列方式及参数对光照均匀性的影响[J]. 照明工程学报,2013,24(5):78-83.
[6] 吴波,符泰然,程晓舫,等. 彩色数码相机光强响应特性的标定实验[J]. 光电工程,2006,33(6):101-105.
[7] 费翔,钱可元,罗毅. 大功率LED结温测量及发光特性研究[J]. 光电子·激光,2008,19(3):289-292,299.
[8] 林介本,郭震宁,陈丽白,等. 瓦级大功率InGaN蓝光LED的光色电特性[J]. 发光学报,2009,30(3):379-384.
[9] 蔡德芳,史晓华,文建国,等. CCD探测器的饱和阈值的光谱特性研究[J]. 激光杂志,2000,21(3):14-15.
[10] 张震,程湘爱,姜宗福. 强光致CCD过饱和效应机理分析[J]. 强激光与粒子束,2010,22(2):236-327.
[11] 郝向南,聂劲松,李化. CCD强光饱和效应的温度因素分析[J]. 光电工程,2011,38(7):54-58.
[12] 周建康,沈为民,唐敏学. CCD测量动态范围的扩展技术[J]. 光电工程,2006,33(10):96-100,114.
[13] 雷仁方,王晓强,杨洪,等. CCD纵向溢出漏结构工艺仿真与实现[J]. 半导体光电,2013,34(5):775-777.
(编辑:李妮)
关键词:光强响应;电荷耦合器件;成像方式;大功率LED;非线性
文献标志码:A 文章编号:1674-5124(2016)12-0121-05
因此,以LED为线性可调激励光源的CCD光强响应特性的测量,因为LED发光的近朗伯特性,其光轴与CCD成像主轴夹角θ,以及辐射模式m值的差异,影响了CCD的光强响应信号的大小。为避免LED光强分布近朗伯特性的影响并简化测量过程中的函数关系,应确保LED光轴与CCD成像主轴的夹角为0°。
3 结束语
针对CCD光强响应曲线的测量,采用大功率LED作为线性可调光源,设计基于成像方式的光强响应测量装置。通过偏转LED光轴与CCD成像主轴之间的夹角,分别测量LED的出光角在0°、30°、60°和80°时对应的CCD光强响应数据,并通过最小二乘法进行曲线拟合。实验结果表明:CCD的光强响应受到LED发光角θ和辐射模式m值的影响,当采用LED作为CCD光强响应测量的线性可调光源时,不能忽视LED光强分布的近朗伯特性;同时CCD的光强响应进入饱和区域时,由于像素的光电响应出现饱和,以及垂直溢漏技术的电荷泄放,使得CCD光强响应曲线出现较为明显的饱和非线性,但在非饱和区域, CCD ICX694AL具有优良的线性响应特性。
参考文献
[1] 任建伟,张艳琪,叶钊,等. CCD辐射响应函数矩阵的建立与应用[J]. 光学精密工程,2012,20(5):957-962.
[2] 赵友全,江磊,何峰,等. 线阵CCD光电响应非线性特性测定与分析[J]. 光电工程,2015,42(7):19-23.
[3] 肖韶荣,杨丽,吴群勇,等. 紫外LED圆环阵列均匀照明的实现方法[J]. 应用光学,2013,34(5):742-747.
[4] 王加文,苏宙平,袁志军,等. LED阵列模组化中的照度均匀性问题[J]. 光子学报,2014,43(8):0822004-1-0822004-6.
[5] 王宝,余荣斌,李丰果. 多颗LED模组系统的排列方式及参数对光照均匀性的影响[J]. 照明工程学报,2013,24(5):78-83.
[6] 吴波,符泰然,程晓舫,等. 彩色数码相机光强响应特性的标定实验[J]. 光电工程,2006,33(6):101-105.
[7] 费翔,钱可元,罗毅. 大功率LED结温测量及发光特性研究[J]. 光电子·激光,2008,19(3):289-292,299.
[8] 林介本,郭震宁,陈丽白,等. 瓦级大功率InGaN蓝光LED的光色电特性[J]. 发光学报,2009,30(3):379-384.
[9] 蔡德芳,史晓华,文建国,等. CCD探测器的饱和阈值的光谱特性研究[J]. 激光杂志,2000,21(3):14-15.
[10] 张震,程湘爱,姜宗福. 强光致CCD过饱和效应机理分析[J]. 强激光与粒子束,2010,22(2):236-327.
[11] 郝向南,聂劲松,李化. CCD强光饱和效应的温度因素分析[J]. 光电工程,2011,38(7):54-58.
[12] 周建康,沈为民,唐敏学. CCD测量动态范围的扩展技术[J]. 光电工程,2006,33(10):96-100,114.
[13] 雷仁方,王晓强,杨洪,等. CCD纵向溢出漏结构工艺仿真与实现[J]. 半导体光电,2013,34(5):775-777.
(编辑:李妮)