面阵CCD调制传递函数测试技术研究与改进

"电耦合器件(CCD)的成像质量直接影响新一代星敏感器的综合性能。现有的CCD测试仪器由于初位相对准偏差，导致重复精度较低。文章提出了基于条纹对比度原理的面阵CCD调制传递函数(MTF)表达式，分析了初始位置偏差与MTF重复精度之间的数学关系，并提出了初位置平均调制传递函数的概念和数据处理方法，以此改进了条纹板设计和CCD测试仪器的光学、机械、电控系统。通过采用两片Kodak KIA-4021面阵CCD作为试样，进行了多次重复测量，测试的重复精度优于0.025。实验结果证明，采用统计平均方法评估CCD成像质量，可以提高不同感光区域测量结果的一致性和重复精度，优于极值算法。" 本文主要探讨的是面阵CCD的调制传递函数测量技术，这是一个在光电测量领域中至关重要的课题。调制传递函数（MTF）是衡量成像系统分辨率和图像质量的关键指标，它描述了系统如何改变输入信号的调制程度。对于CCD，特别是用于天文导航的星敏感器，高精度的MTF测量对于确保设备的准确性和可靠性至关重要。 现有的CCD测试仪器存在一个问题，即由于初始位置的相对偏差，导致测试的重复精度较低。为解决这一问题，作者提出了一个新的方法，通过条纹对比度原理来计算MTF，并分析了这种偏差与MTF重复精度之间的数学关系。他们引入了"初位置平均调制传递函数"的概念，这是一种新的数据处理策略，旨在减少由定位误差引起的不确定性。 在实际操作中，作者改进了条纹板的设计，并对CCD测试仪器的光学、机械和电控系统进行了仿真设计。通过使用两片Kodak KIA-4021面阵CCD进行实验，他们在感光面上的不同区域进行了多次重复测量，结果显示这种方法的重复精度优于0.025，这意味着测量结果更加稳定和可靠。 此外，文章还比较了统计平均方法和极值算法在评估CCD成像质量时的表现。实验表明，统计平均方法可以提供更一致的测量结果，特别是在感光面的不同区域，其重复精度优于极值算法。这表明，采用统计平均方法可以有效地克服局部定位误差对整体测量精度的影响，从而提高整体的测试效果。 这篇研究论文对CCD成像质量的评估方法进行了深入研究，提出了一种改进的MTF测量技术，提高了测试的精度和重复性，这对于提升CCD在各种应用中的性能，尤其是对要求极高的天文导航领域，具有重要意义。