Способ определения коэффициента фотоэлектрической связи между чувствительными площадками многоэлементного фотоприемника

 

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 31 26

ОГ)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3852943/24-21 (22) 11.02.85 (46) 07 . 11.86. Бюл. № 41 (72) Ю.Н.Долганин и С.А.Дудко (53) 621.385,832 (088.8). (56) Sclar N., Maddox R.L., Florence R.À. Silicon monolitic infraud detector array. Appl Optics, 16, № 6, June, 1977.

Meier Rudotf Н., Danger A1an В.

Low-background 1arge-aperture infraud measurement faci1ity: design

considerations. — Арр1. Optics, 17, № 22, 15, November, 1978. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ МЕЖДУ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ ПЛОЩАДКАМИ МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО ФОТОПРИЕМНИКА (57) Изобретение относится к метрологии многоэлементных фотоприемников (МФП) и фотоприемных устройств (ФПУ).

Может быть использовано для измере„„SU„„1269059 А1 ния фотоэлектрической связи (ФЭС) между чувствительными площадками

МФП и ФПУ. Цель изобретения — повышение точности измерения коэффициента

ФЭС вЂ” достигается путем выявления характера распределения освещенности в пятне оптического зонда. На чувствительные площадки МФП проецируется изображение периодического тест-.обьекта. При этом коэффициент демодуляции сигнала определяют как отношение фототоков с площадок, расположенных в темном и светлом штрихах тест-объекта. Коэффициент ФЭС определяется как разность между отношением фототоков с необлученной и облученной площадок и коэффициентом засветки площадки, соседней с облученной. При использовании пятиштриховой миры погрешность определения коэффициента засветки уменьшается почти в три раза. 2 ил. зонда.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа; на фиг. 2 — зависи- 15 мость суммарного выходного потока от величины смещения маски.

Для осуществления способа предполагается наличие периодического тестобъекта 1, чувствительных плошадок 2О

2 фотоприемника, маски 3 и вспомогательного приемника 4. Суммарный выходной поток и величина смешения маски, вызваны между собой зависимостью 5. 25

Способ заключается в следующем. .Предположим, что облучается э -я площадка потоком 9, а на соседние площадки приходится некоторая доля потока э, (Р,, и Р,+, ). Тогда, обоз- ЗО качая чувствительности площадок МФП через S, S, S... получим для соответствующих значений сигналов I

I„, Т„, следующие выражения:

К э, + К эт а К,„ т .

+ ° ° o

+ ° ° °

40 где К и К, — коэффициенты оптической и электрической связи.

Слагаемыми, содержащими произведения К ° К, К . Ч, К сР„ ввиду второго порядка их малости можно пренебречь, и тогда, с учетом тоВт Вт В1--1 чз Кэ

= Кр, значение коэффициента фотоэлектрической связи запишется как (2) (к ) Х э т

Тт т.е. коэффициент фотоэлектрической связи определяется как разность от- 55 ношения сигналов с соседних площадок МФП (облученной и не облученной) и отношения лучистых потоков, попа1 121 ×(\

1!зобретение относится к метрологии многоэлементных фотоприемников (МФП) и фотоприемных устройств (ФПУ) и может быть использовано для измерения фотоэлектрической связи (ФЗС)

5 между чувствительными площадками многоэлементных фотоприемников и

ФПУ.

Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициен- 1О та ФЭС путем нахождения распрецеления освещенности в пятне оптического тм,и, Тмакс, (3) что соответствует первому слагаемому в уравнении (2), Затем на место МФП устанавливается маска 3, имеющая 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, чтв и исследуемый МФП, и имеющим достаточные размеры для регистрации всего потока, прошедшего через отверстия в маске, достигнет максимальной величины U„. При небольшом смещении изображения тестобъекта суммарный ток резко падает до U и при дальнейшем смещении изменяется в меньшей степени, образуя побочные максимумы (U U< U6), Примерный вид суммарного выходного потока от величины смещения 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:

К= =- — -= =- — (4)

Пэ .1 О ЦЯ

Для одноштрихового теста (5) К

П

6 Видно, что точность определения

K = — < по формуле (4) выше чем

3 U

У по формуле (5), так как U, « U,.

Учитывая (3) и (4), уравнение (2) запишется как

) 1(j 2 дающих на эти площадки. 11усть на чувствительные площадки 2 Г1ФП проецируется такое изображение периодического тест-объекта I, 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:

12690 (6) — K — К

K„p

» C.

2 — для многоштрихового тес— та.

30 лК (-.—.— )

К 3 для одноштриховоro теста.

Но, так как абсолютные погрешности измерения сигналов

4U1 = hU,= лU =hU6, а U = 4U»» Uо = 4Б дК 1 пК приn=4, то (— — ) = — — (— — ) з 4 К

Примером осуществления способа может служить устройство для измерения фотоэлектрической связи между чувствительными площадками многоэлементного приемника линейчатого типа. Устройство состоит из источника излучения с диафрагмой, проекционного зеркального объектива и столика крепления фотоприемников. Источник излучения, в качестве которого используется глобар с Т-„ = 1400 К, освещает диафрагму, изготовленную в виде пят,е. коэффициент фотоэлектрической связи для реального ИФП определяется как разница коэффициентов демодуляции сигнала от периодического тест-объекта, измеренных с помощью реального 1,исследуемого) многоэле— ментного приемника и идеального МФП» имеющего такие же, как и у реально- 10 го геометрические размеры, но не имеющие фотоэлектрических связей.

Точность измерения коэффициента фотоэлектрической связи между чувствительными площадками по формуле 15 (2) и (6) при реализации предлагаемого метода также вьппе, чем у зондового (с одноштриховым тестом) метода измерения, поскольку погрешность определения распределения освещен- 20 ности (коэффициента демодуляции К ) йри использовании предлагаемого метода в п раз меньше (п — число штрихов в тесте):

59 4 тиштриховой 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 50"50 мкм.

Расстояние между чувствительными площадками равно 50 мкм. После измерения коэффициента демодуляции сигТ» ин нала К = — — — на место многоэле1kC ментного приемника устанавливается одноэлементный с чувствительной площадкой 50 1000 мкм и непрозрачной маской, имеющей 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 пятиштриховой миры, показало, что погрешность определения К при использовании пятиштриховой миры почти в три раза меньше.

Формула и з обре т е н и я

Способ определения коэффициента фотоэлектрической связи между чувствительными площадками многоэлементного фотоприемника, включающий воз действие излучением оптического зонда на чувствительные площадки, измерение фототоков с необлученных и облученных площадок и определение их отношений, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьппения 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.

1269059

-/7

Составитель В.Белоконь

Редактор Н.Егорова Техред Л.,Сердюкова Корректор М.Демчик

Заказ 6030/47 Тирах 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5.

Производственно-полиграфическое предприятие, г.укгород, ул.Проектная,4