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申请/专利权人：中国科学院新疆理化技术研究所

摘要：本发明涉及一种天文成像探测器辐照后暗流噪声和读出噪声的测试方法，该方法涉及装置是由静电试验平台、积分球光源、三维样品调整台、样品测试板、天文成像探测器样品、直流电源和计算机组成。通过开展天文成像探测器质子辐照损伤试验，对采集到的本底图像和暗场图像的单个像元的灰度值、对应像元位置的均方根值进行提取。对采集到的不同曝光时间下的暗场图像进行逐像素分析，获得可以表征暗流和读出噪声的数据，并在测试暗流时剔除本底，再以曝光时间为横轴，以剔除图像本底的灰度均值为纵轴，对暗流数据进行最小二乘法拟合，并取拟合曲线的线性区域斜率作为暗流噪声值，对读出噪声数据进行高斯拟合，并取拟合出的均值作为读出噪声值，以此提高辐照之后的天文成像探测器暗流噪声和读出噪声的测试准确度。该方法适用于多种天文成像探测器，具有测试方便、误差小、实用性强等优势。

主权项：1.一种天文成像探测器辐照后暗流噪声和读出噪声的测试方法，其特征在于，该方法涉及装置是由静电试验平台、积分球光源、三维样品调整台、样品测试板、天文成像探测器样品、直流电源和计算机组成，在静电试验平台1上分别设有积分球光源2和三维样品调整台3，在三维样品调整台3上固定有样品测试板4，在样品测试板4上放置天文成像探测器样品5，样品测试板4与直流电源6连接，静电试验平台1与计算机7连接，具体操作按下列步骤进行：a、针对天文成像探测器实际在轨工作环境，依据其典型质子辐照剂量，确定实际辐照参数,开展天文成像探测器不同累积注量下的质子辐照试验；b、将辐照后的样品5固定在样品测试板4上，再将样品测试板4分别与直流电源6和计算机7相连，开始进行暗场测试，暗场测试时需关闭积分球光源2，并同时关闭测试室中其他照明光源，并用不透光的黑盒罩盖住天文成像探测器样品5；c、通过计算机7，调整样品测试版4上天文成像探测器样品5的曝光时间，从零曝光时间开始，以暗流电子不至于使像元势阱饱和为限，等间隔选取20个曝光时间点，从探测器零曝光时间开始采集图像，每个曝光时间点采集20帧灰度图像，将采集的图像按照曝光时间分别进行保存；d、将c中零曝光时间点的20帧灰度图像放入一个三维矩阵中，然后基于像元定位进行逐个像元灰度值的提取，按照像元位置计算出20帧图像每个像元对应位置的灰度均值，即μy，biasdark[m][n]，这样就可以得出一帧包含每个像元对应位置的灰度均值的灰度图像，并将其作为本底； 式中：yd.1[m][n]、yd.2[m][n]、……、yd.20[m][n]，其中m和n表示某个灰度值的像元位置，yd.q[m][n]表示像元m，n位置的灰度值，下角标dark和d均表示暗场，下角标q表示20帧图像的序号，下角标bias表示本底，μy.biasdark[m][n]表示本底20帧图像像元m，n位置的灰度均值；e、选取第一个曝光时间点，重复步骤d，基于像元定位进行逐个像元灰度值的提取，然后按照像元位置计算出20帧图像每个像元对应位置yd，q[m][n]减去μy.biasdark[m][n]的灰度均值，得出各自曝光时间对应的μy.dark[m][n]，这样就可以得出一帧每个像元对应位置剔除本底的灰度均值的灰度图像，并计算这一帧所有像元位置的灰度均值，即μy.dark，将其作为这一曝光时间下的灰度均值； 式中：μy.dark[m][n]表示所选曝光时间下20帧图像像元m，n位置的灰度均值，μy.dark表示所选曝光时间下所有像元位置的灰度均值；f、重复步骤e，计算所有20个曝光时间下的μy，dark[m][n]与μy，dark；g、然后将20个曝光时间点中每个曝光时间下剔除图像本底的灰度均值μy，dark进行记录，并以曝光时间为横轴，以剔除图像本底的灰度均值为纵轴，将数据使用最小二乘法进行拟合，拟合曲线的线性部分的斜率即为暗流噪声值ADUs，tint为曝光时间值，Idark为暗流噪声值，依据公式4计算：Idark＝μy.darktint4h、对步骤d中零曝光时间点的20帧灰度图像基于像素定位进行逐个像元位置的均方根σr提取，均方根σr依据公式5计算： σr表示本底20帧图像像元m,n位置处的均方根值；将得到的均方根值进行频数分布并使用高斯函数进行拟合，高斯函数拟合出的均值即为读出噪声值ADU。

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百度查询： 中国科学院新疆理化技术研究所 天文成像探测器辐照后暗流噪声和读出噪声的测试方法