Способ определения коэффициента фотоэлектрической связи между чувствительными площадками многоэлементного фотоприемника Советский патент 1986 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к метрологии MHoro3neNfeHTHbix фотоприемников (МФП) и фотопрнемных устройств (ФПУ и может быть использовано для измер ния фотоэлектрической связи (ФЭС) межлу чувствительными площадками многоэлементных фотоприемников и ФПУ. Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициен та ФЭС путем нахождения распределения освещенности в пятне оптическог зонда. На фиг. 1 показана схема осущест вления способа; на фиг. 2 - зависимость суммарного выходного потока от величины смещения маски. Для осуществления способа предпо лагается наличие периодического тес объекта 1, чувствительных плошадок 2 фотоприемника, маски 3 и вспомогательного приемника 4. Суммарньй выходной поток и величина смещения маски, вызваны между собой зависимостью 5. Способ заключается в следующем. .Предположим, что облучается -я площадка потоком Фг , а на соседние площадки приходится некоторая доля потока Фг ( ИФТ1.1 ) Тогда, обоз начая чувствительности площадок МФП через S , S , S , получим для соответствукядих значений сигналов I + i следукяцие выражения: I, 8,ф, + 8,Ф,,, + ч- 3,, К,, .КМП V., 5т. IT., 3,,.Ф,,, + 5,,,Ф, Кф + S, q, к„ + т.,Кср 5т Кэт + ...(О где К и Kj - коэффициенты оптической и электрической связи. Слагаемыми, содержачщми произведения ICp.K, , К Ф , Kg . % , ввиду второго порядка их малости мо но пренебречь, и тогда, с учетом то го, что S S S S; К, + 1Ц Кф , значение коэффициента фотоэлектрической связи запишется как iiy L-ti (Кя., )

т.е. коэффициент фотоэлектрической связи определяется как разность отношения сигналов с соседних площадок МФП (облученной и не облученной) и отношения лучистых потоков, попаВидно, что точность определения

Kj -- по формуле (4) выше, чем по формуле (5), так как U, « Uj. Учитывая (3) и (4), уравнение (2) запишется как );;)J дающих на эти площадки. Пусть на чувствительные площадки 2 МФП проецируется такое изображение периодического тест-объекта 1, что период расположения штрихов теста равен удвоенному периоду пространственной решетки МФП. Тогда коэффициент демодуляции сигнала запишется как отношение фототоков с площадок, расположенных в темном и светлом штрихах тест-объекта; т/ Nmi что соответствует первому слагаемому в уравнении (2). Затем на место МФП устанавливается маска 3, имеюп;ая такие же, как и изображение теста, период расположения отверстий и их число. При этом ширина отверстий маски совпадает с размерами чувствительной площадки МФП. При точном совмещении изображения тест-объекта с многощелевой маской суммарный выходной поток, воспринимаемый приемником 4, чувствительным в том же спектральном диапазоне, чте и исследуемый МФП, и имеющим достаточные размеры для регистрации всего потока, прошедщего через отверстия в маске, достигнет максимальной величины и.При небольшом смещении изображения тестобъекта суммарный ток резко падает до U и при дальнейшем смещении изменяется в меньшей степени, образуя побочные максимумы (и, U , Ug ). Примерный вид суммарного выходного потока от величины смеп;ения маски для четырехштрихового тест-объекта представлен зависимостью 5. Согласно фиг. 2 коэффициент демодуляции сигнала, который, как нетрудно видеть, является коэффициентом засветки соседних площадок МФП, определяется следующим выражением: V - и, Uj Us 7 i -.i; - -u; Для одноштрихового теста К - -I . т.е. коэффициент фотоэлектрической связи для реального МФП определяется как разница коэффициентов демодуляции сигнала от периодического тест-объекта, измеренных с помощью реального исследуемого) многоэлементного приемника и идеального МФП имеющего такие же, как и у реального геометрические размеры, но не имеющие фотоэлектрических связей. Точность измерения коэффициента фотоэлектрической связи между чувствительными площадками по формуле (2) и (6) при реализации предлагаемого метода также выше, чем у зондо вого (с одноштриховым тестом) метода измерения, поскольку погрешность определения распределения освещенности (коэффициента демодуляции Kj) rtpH использовании предлагаемого метода в п раз меньше (п - число штри хов в тесте): ,1, ли, , 2 ди, V 2 (ilS) Al(-u- ) Т ° к ь гоштрих вого те та. . лК . -,L ди,/ , 4Us . () -(1;, . ( ) -для штп штрихов го тест Но, так как абсолютные погрешнос ти измерения сигналов 4Uj 4U, ди AUe, а Uj 4U-,, Uo 4Ub . / лК ч 1 , лК . при п 4, то (), -J- ( ), Примером осуществления способа м жет служить устройство для измерения фотоэлектрической связи между чувст вительными площадками многоэлементного приемника линейчатого типа. Уст ройство состоит из источника излучения с диафрагмой, проекционного зеркального объектива и столика крепления фотоприемников. Источник излучения, в качестве которого используется глобар с 1- 1400 К, освещает диафрагму, изготовленную в виде пяодн594 тиштрнховой миры с прямоугольными отверстиями 700 1000 мкм, расположенными на расстоянии 700 мкм друг от друга. Изображение миры с помощью вертикального объектива проецируется с семикратным уменьшением на чувствительные площадки многоэлементного фотоприемника с размерами мкм. Расстояние между чувствительными площадками равно 50 мкм. После измерения коэффи1щента демодуляции сигнала К ----- на место многоэлементного приемника устанавливается одноэлементньй с чувствительной площадкой 50 1000 мкм и непрозрачной маской, имею1цей 50-микронные прорези, нанесенные с периодом 200 мкм (длина каждой прорези 140 мкм). С помощью этого приемника определяется коэффициент засветки площадок соседних с облученными, путем сканирования изображения миры в направлении, перпендикулярном расположению штрихов маски. Затем по формуле (6) определяется коэффициент фотоэлектрической связи между чувствительными площадками. Сравнение коэффициентов засветки, полученных от одноштриховой и пятищтриховой миры, показало, что погрешность определения Kj при использовании пятиштриховой миры почти в три раза меньше. Формула изобретения Способ определения коэффициента фотоэлектрической связи между чувствительными площадками многоэлементного фотоприемника, включающий воздействие излучением оптического зонда на чувствительные площадки, измерение фототоков с необлученных и облученных площадок и определение их отношений, отличающийс я тем, что, с целью повьш1ения точности способа, дополнительно измеряют распределение освещенности в плоскости фотоприемника, определяют коэффициент засветки необходимых площадок, соседних с облученными, а коэффициент фотоэлектрической связи определяют как разность между отношением фототоков и необлученной и облученной площадок п коэффициентом засветки площадки, соседней с облученной.

ф1/г.1

-/7

/7

ф1/г.г