● 摘要
微光成像技术作为一门现代高新技术,其应用越来越广泛。微光技术在发展早期,仅仅应用于军事领域;21世纪以后,微光成像技术跨越式发展,技术能力迅速提升,成像器件的硬件成本大幅下降,促使微光成像技术的应用延伸到工业、科学、航空航天等领域;特别是最近几年,微光成像技术应用延伸到生命生物科学领域,该领域的单光子荧光成像技术,已经成为当今生命科学的研究热门之一。
本文针对新兴的EMCCD微光成像器件,深入研究EMCCD的成像原理与噪声特性,设计并实现了一套基于PTM的EMCCD光电参数测试系统。
首先建立EMCCD光电参数测试方法研究的理论基础。本文基于PTM对EMCCD进行数学建模,详细分析与总结影响EMCCD光电参数的主要噪声来源,推导公式并指出EMCCD信号与噪声的输入、输出关系。
依据EMCCD建模理论可知在测试EMCCD光电参数时存在耦合问题,必须建立特殊的测试方法来实现光电参数解耦。本文按EMCCD光电参数的特性将测试分为五组,并提出各组的详细测试方法,以达到光电参数解耦的目的,最后设计并实现了EMCCD光电参数测试的具体方案。
为了测试EMCCD芯片的成像清晰度,本文利用基于奈奎斯特频率的MTF测试理论,设计并实现了EMCCD相机的MTF测试系统,并最终在MTF系统上进行实际测试。
本文在已实现的EMCCD光电测试系统上对iXon Ultra 888型号EMCCD相机进行实际测试。测试结果表明,应用本文提出的测试方法对EMCCD进行光电参数测量,整体测试精度小于10%,重复精度小于5%。
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