高能激光测量中的光强探测器面响应校正方法

为了降低光强探测器面响应非均匀性对高能激光惯性约束聚变(ICF)装置近场参数测量的影响,提出了一种高能激光近场参数测量中的光强探测器面响应非均匀性校正方法.理论方面推导了基于高能激光近场空域评价因子的多点线性定标校正模型,并设计及搭建了高均匀性线性输出的光强探测器面响应非均匀性自动校正装置.为了验证所提方法的有效性,对某型号科学级CCD的面响应非均匀性进行校正,探测器面响应调制度由1.42降至1.08,对比度由0.014降至0.004,相比两点定标方法,采用文中所提方法校正后光强探测器的均匀性大幅提高.结果 表明,该方法可为高能激光ICF装置参数测量中的光强探测器面响应均匀性校正提供一种有效的技术手段.     

CCD光电参数测试系统的研制

研制了一套CCD光电参数测试系统,可实现对CCD的无效像元、相对光谱响应、响应度、等效噪声照度、动态范围、面响应度不均匀性等光电参数的全自动测试。CCD的相对光谱响应测试基于单光路直接比较法实现,而其他CCD光电参数的测试则基于特制的积分球光源。四个可独立开关的溴钨灯分别安置于四个次积分球内,经高精度电动光阑与主积分球级联,主积分球壁上的照度计经标定后可实时测试积分球光源出口照度值。该光源色温不变,可在大动态范围内以较高精度实现连续调节,满足CCD光电参数测试的需求。利用上述装置对E2V公司科学级CCD47-10B进行了实际测试,并分析了测量的不确定度。结果表明:相对光谱响应测试覆盖光谱范围400~1 000 nm,不确定度为4.37%。光电转换参数测试装置距离光源出口23 mm处照度覆盖动态范围0~235 lx,80 mm范围内照度均匀性达到99%,测试不确定度为4.9%。该系统可用于航天级CCD的光电参数测试及芯片甄选。     

面阵CCD光谱响应测试及不确定度评估

基于单色仪法对面阵CCD进行光谱响应测试,并对测试结果的不确定度进行全面评估。介绍单色仪法测试CCD光谱响应的原理;选用硅陷阱探测器作为标准探测器,搭建测试装置,得出400~1000 nm波段内面阵CCD光谱特性参量,其中峰值波长为602 nm,中心波长为580 nm,光谱带宽为402 nm;以632 nm处光谱响应测试为例,建立不确定度评估模型,分析了包括面阵CCD辐照度响应非均匀性、溴钨灯稳定性、单色仪出射波长重复性和准确度以及图像采集处理系统的稳定性对测试的影响。应用模型计算得出测试结果的合成标准不确定度为4.3%(k=1),满足面阵CCD光谱响应测试精度要求。     

基于H-S波前传感器的高能激光材料热效应参量测试

为了实现高能激光材料热效应参量的在线测试,设计了一套?50mm口径的测量装置。装置采用准直He-Ne激光为光源,准直光经激光材料后的光程差用Hartmann-Shack波前传感器检测。根据波像差分解理论及波前变换关系,获得了高能激光材料热效应参量。分析评估了装置的扩展测量不确定度,对影响测量不确定度的系统参量进行了校准,最后设计并完成了测量不确定度对比验证实验。结果表明,系统波前畸变测量不确定度为0.06λ,30m~120m范围热焦距的扩展测量不确定度为8.4%。该系统能有效地用于高能激光材料热效应参量的在线测试。     

科学级CCD相机的响应度测试研究

响应度是科学级CCD相机的重要技术参数之一,随着成像技术的发展,精确测量科学级CCD相机的响应度变得越来越重要。本文分析了科学级CCD相机响应度的测试技术条件,推导出了响应度的计算公式,建立了科学级响应度测量装置,在不同光照条件下对CCD相机的响应度进行测量与分析,给出了部分测试结果,得到CCD相机响应度随光照度变化的规律。随着CCD相机光敏面光照度的提高,响应度趋于一个恒值,符合CCD相机的实际性能。     

科学级CCD三维噪声模型及其评估

为了评估科学CCD噪声带给激光近场分布测量的影响,采用三维噪声模型,分析了科学级CCD的噪声,并将CCD的噪声分解为空间噪声和时间噪声。空间噪声用来评估CCD像元之间响应不一致性对测量的影响,时间噪声用来评估多次测量不一致性对测量的影响。通过设计测量系统对CCD三维噪声进行测量,并分析时空噪声的统计分布规律,发现两者均是依赖于信号、近似服从正态分布,建立了依赖于信号的时空噪声的数学模型,并实验验证了该模型是有效的。     

高功率激光近场空域计算方法

为了使目前高功率激光近场空域的对比度和调制度评价更加科学化,在数值计算中采用图像分割灰度门限法,对CCD采集的原始近场图像进行信噪分割.用最大类间方差作为判断噪声阈值的主要依据,由噪声区域最大概率灰度值得到本底灰度,然后根据强度是否大于Iavg(1 5σ)值来判断是否存在奇异点.奇异点位置灰度值经8-邻域图像平滑处理得到.通过应用大量近场测量数据分析对比了调制度的两种计算方法,结果表明两种计算方法处理结果是一致的,并规范地给出了高功率激光近场空域评价计算方法.     

基于激光光源的太阳辐射计视场角测量方法

视场角（FOV）是太阳辐射计的基础参数,也是太阳辐射计传递定标方法和室内积分球光源对比定标方法的关键参数,获取高精度的FOV是提高此类定标方法精度的重要手段。基于矩阵扫描测量方法,针对CE318型太阳辐射计,研制了激光光源测量FOV系统,并将测量结果与传递定标法进行了对比验证。结果表明：基于激光光源的矩阵扫描测量效果最好,不确定度为0.4%~1.1%;而基于太阳光源矩阵扫描测量受太阳运动的影响,因此有一定的发散角,导致测量结果比激光光源测量结果小约1.3%~1.4%。此外,在太阳辐射计历史定标系数较多时,激光光源测量结果与传递定标法计算的FOV结果一致性较好,说明传递定标法在历史数据多时也可以得到较精确的FOV结果。     

可见光面阵CCD响应非均匀性的检测与校正

通过分析可见光面阵CCD的响应非均匀性,提出了一种适用于所有面阵CCD的响应非均匀性检测系统。利用该检测系统对全帧型面阵CCD485进行了辐射定标,建立了面阵CCD485数字图像的灰度值和积分球出口处辐照度之间的响应关系,并描绘了响应度曲线。从定标采集得到的数字图像可以看出灰度值有明显的跳跃,响应非均匀性已经超过了5%,在微光拍照时将严重影响成像的质量,所以必须进行校正。根据面阵CCD响应度曲线来选择非均匀性校正算法,考虑到面阵CCD485的响应度为线性,这里采用了两点校正算法,求出面阵CCD各个像元的校正因子(增益和偏置),并存储到校正矩阵中,通过乘积加法运算把各个像元的信号校正成面阵CCD的平均信号值。实验结果表明,两点校正算法使面阵CCD485的响应非均匀性降低到原来的1/10左右,是一种实用有效的校正方法。     

CCD相对光谱响应同步采样方法研究

连续可调谐均匀单色照明光源系统作为CCD辐射参量定量化专用测试系统,可用于CCD相对光谱响应度的测量。它与传统的测试装置相比,能够实现光谱分辨率1 nm的光谱响应度定标。但是其采用的大功率氙灯超高压供电引入了测试光源不稳定的问题,导致传统分时测量方法引起的测量不确定度较差,不能满足高精度遥感仪器的定标需求,因此提出了同步采样的方法。从理论和器件噪声模型出发,分别对两种方法的测量不确定度进行分析,得出同步采样的方法测得的定标不确定度优于1.03%,与传统分时测量方法相比不确定度提高了43%。分别采用两种方法对目标探测器进行了CCD相对光谱响应对比测试,结果显示,同步采样的方法获得的CCD相对光谱曲线更平坦,与出厂数据相比离散程度更低,进而验证了分析结论的正确性。     

电子电气产品聚合物中砷含量(ICP-OES)的不确定度评定

采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定电子电气产品聚合物中砷含量并评估该方法的不确定度,通过分析不确定度的来源,计算合成标准不确定度和扩展不确定度。实验结果表明砷含量为128 mg/kg,扩展不确定度为10 mg/kg(k=2),结果表示为(128±10) mg/kg(k=2)。分析过程显示不确定度的主要来源是标准曲线拟合,然后是样品消解过程和标准溶液的配制,并根据上述分析提出实验改进建议。     

液位标准装置的不确定度分析

介绍了以双频激光干涉仪为测量设备的液位标准装置的测量原理,对影响装置的主要因素进行了分析,采用不确定度A、B两类判定方法,通过实际应用的计算公式,最终对测量结果进行了不确定度分析,得出液位标准装置的标准不确定度uc为0.022 36 mm,展伸不确定度U为0.067 08 mm.     

自动滴定仪测定电镀液A中氯离子含量不确定度评估

为了加强实验室的管理,有必要对实验室相关的测量不确定度进行评估。本文研究了用自动滴定仪测定电镀液A中氯离子含量过程中不确定度的各种来源,并对各种来源的不确定度进行了评估,最后给出了测量扩展不确定度U=0．04mmol／L,k=2（即置信概率等于95％）。     

机动车光信号装置色度特性的不确定度研究

本文就测定机动车的光信号色度特性时所产生的不确定度进行了分析评定。针对标准灯（A光源）对测量结果的影响进行了讨论。电压、电流仪表精度不低于0．2级,在相同的电压和电流下测量时,其引入的测量不确定度可以忽略不计。测量不确定度主要由测量读数的不重复性引入的不确定度、标准灯引入的不确定度构成。通过计算分析,得出了机动车光信号装置色度不确定度测量结果。     

一种空间相机辐射定标用大面积辐射光源的研制

针对目前空间光学遥感器向着大口径、高精度方向发展相应需要大出光面的积分球辐射光源,本文研制了一种大口径空间相机用积分球辐射定标光源,并使用自制的积分球辐射性能测试装置测试了大口径积分球光源的均匀性、余弦特性和稳定性。研制的积分球辐射定标光源内径为3000mm,出光面直径为1 000mm。测试结果表明,积分球的最大幅亮度为240.13 W·m-2·sr-1,辐亮度调节范围为371.5∶1,辐亮度不稳定性为0.04%/h,光源出口面非均匀性为1.7%,辐射定标光源的不确定度为5%。     

模场直径检测中A类不确定度分量的实验评定

分析了以PK2500光纤测量系统为基础的单模光纤模场直径(MFD)检测的不确定度,用实验方法评定了A类标准不确定度的五个主要分量,并进行了实验验证.结果表明:该装置的模场直径扩展不确定度(k=2)＜0.13μm,测量重复性＜0.025μm,测量稳定性＜0.015μm.     

环境试验设备温度校准结果的测量不确定度评定

环境试验设备温度参数一般包含温度偏差、温度波动度、温度均匀度。校准时,应分别给出这三个测量结果的扩展不确定度。然而,几乎所有的计量校准机构在提供给客户的校准证书上仅仅体现了温度偏差的扩展不确定度,忽视了温度波动度、温度均匀度的扩展不确定度。对于温场设备而言,波动性和均匀性的性能指标十分关键。因此,在校准过程中,应给出全面的测量不确定度。文章给出了一个环境试验设备温度全参数的不确定度评定实例,从而为实际工作中的不确定度评定提供有价值的参考。     

雷达罩瞄准误差测量不确定度评定方法研究

雷达罩电性能测试系统是一种复杂的计量器具,需要对其检测结果的不确定度进行评定,以前在这方面几乎没有开展工作。以雷达罩电子定标法为例,对影响瞄准误差测试结果的主要因素进行了分析,确定了不确定度分量。采用A 类或B 类评定方法,对每个分量的标准不确定度进行了分析计算。研究了不确定度分量之间的相关性,并对合成标准不确定度和扩展不确定度进行了计算。该方法也可用于雷达罩传输效率、方向图畸变和功率反射等电性能参数测量不确定度的评定。     

基于空间光调制器的光谱可调光源定标

基于空间光调制器的光谱可调光源是一种新型的定标光源,旨在实现定标光源与观测场景光谱匹配的定标新模式,进一步提高光谱定标和辐射定标精度。针对空间光调制器非光敏的特点以及这种新型光源特殊的工作模式,采用“激光光源+光谱仪”进行了光谱预定标和光谱精细定标,采用“标准灯-参考板+光谱仪”进行了辐射定标,实现了对该光源系统470~945 nm范围的光谱及辐射定标。不确定度分析结果表明,波长定标的不确定度优于0.2 nm,辐射定标的不确定度优于3.1%（k=1）。     

光分路器插入损耗的测量不确定度评估

文章主要讨论了光分路器插入损耗的测量不确定度数学计算,从不确定度来源:重复性测量不确定度分量、光源的不确定度分量、光功率计的不确定度分量等,计算出标准不确定度、灵敏度系数、标准不确定度分量、自由度,最后计算出测量结果。