日盲滤光片高精度透过率测试系统研制

发布时间：2017-10-26 02:01

  本文关键词：日盲滤光片高精度透过率测试系统研制

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【摘要】：日盲滤光片作为日盲紫外探测系统的核心部件,可有效地滤除日盲区外的响应波段,降低日盲区外辐射的影响。透过率是日盲滤光片的重要性能参数,由于滤光片在日盲区外的透过率极低(约为10-10),因此其透过率测试十分困难。本文围绕滤光片透过率测试技术展开深入研究,分别研制了基于光电倍增管和基于ICCD光子计数的滤光片透过率测试系统。本文首先介绍了日盲紫外探测的概念和国内外紫外探测的发展应用,概述了日盲滤光片透过率测试的发展现状；然后,根据滤光片透过率高精度测试的需求,提出了一种基于光电倍增管的滤光片透过率测试方法,所采用的光调制器和锁相放大器可有效地抑制暗噪声和杂散光的干扰,选用激光泵浦宽带光源可实现宽光谱测试,且能够弥补单光束透过率测试方法的不足。根据提出的测试方法搭建了相应的滤光片透过率测试硬件平台,设计了测试软件,完成了测试系统软、硬件联调；接着,以光子计数技术和ICCD工作原理为理论基础,研制了基于ICCD光子计数的滤光片透过率测试系统。将ICCD的输出视频信号进行多帧累加和阈值二值化处理,利用连通区域标记算法对处理后的图像进行光子计数,从而计算出滤光片的透过率；最后,利用研制的测试系统对日盲滤光片进行了透过率测试,测试结果表明：其可探测到的极限滤光片透过率可达10J2,满足高精度测试的需求。
【关键词】：日盲滤光片 透过率测试 高精度 光电倍增管 ICCD 光子计数 多帧图像累加 连通区域标记
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN23
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-10
• 1.1 日盲紫外探测的概念7
• 1.2 国内外紫外探测的发展与应用7-8
• 1.3 研究意义及背景8-9
• 1.4 本文的主要工作9-10
• 2 基于光电倍增管的滤光片透过率测试系统10-28
• 2.1 测试系统性能要求10
• 2.2 系统测试原理10-12
• 2.3 标定原理及计算方法12-14
• 2.4 测试系统仪器选型14-20
• 2.4.1 光源14
• 2.4.2 光调制器14-15
• 2.4.3 双级联单色仪15-16
• 2.4.4 紫外光电倍增管16-17
• 2.4.5 高压电源17-18
• 2.4.6 光电信号处理模块18
• 2.4.7 锁相放大器18-20
• 2.5 滤光片透过率测试软件20-27
• 2.5.1 软件开发平台简介20
• 2.5.2 软件设计总体框架20-21
• 2.5.3 测试控制模块21-26
• 2.5.4 数据库模块26-27
• 2.6 测试流程27
• 2.7 本章小结27-28
• 3 基于ICCD光子计数的滤光片透过率测试系统28-43
• 3.1 光子计数技术28-29
• 3.1.1 光子计数原理28-29
• 3.1.2 单光子的能量29
• 3.2 单光子探测器的结构和工作原理29-35
• 3.2.1 光电倍增管PMT29-31
• 3.2.2 电子倍增电荷耦合器件EMCCD31-32
• 3.2.3 电子轰击电荷耦合器件EBCCD32-33
• 3.2.4 增强型电荷耦合器件ICCD33-35
• 3.3 基于ICCD的光子计数成像系统35-42
• 3.3.1 成像系统工作原理35-36
• 3.3.2 成像系统硬件选型36-38
• 3.3.3 多帧图像累加处理38-40
• 3.3.4 连通区域标记算法40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 滤光片透过率测试结果与分析43-57
• 4.1 光源稳定性测试43-44
• 4.2 基于光电倍增管的滤光片透过率测试44-51
• 4.2.1 系统标定测试44-48
• 4.2.2 日盲滤光片光谱透过率测试48-49
• 4.2.3 系统重复性测试49-51
• 4.3 基于ICCD光子计数的滤光片透过率测试51-56
• 4.3.1 ICCD光子计数结果与透过率计算51-55
• 4.3.2 ICCD光子计数误差分析55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 结束语57-59
• 5.1 论文工作总结57-58
• 5.2 有待完善的工作58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 附录63

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本文编号：1096493