电子倍增CCD调制传输函数的深度分析与高增益影响

本文主要探讨了电子倍增电荷耦合器件（Electron Multiplier Charge Coupled Device, EMCCD）的调制传递函数测量，特别是在基于傅里叶功率谱理论的背景下。作者提出了一种利用随机白噪声图案透射靶标来分析倍增过程对系统调制传递函数影响的方法。调制传递函数是衡量信号处理系统性能的关键参数，它描述了系统如何将输入信号转换为输出信号的特性。 文章首先介绍了研究背景，指出在电子倍增技术日益重要的应用中，准确地评估倍增对系统性能的影响至关重要。通过对系统综合模型的建立，作者提供了一套分析倍增调制传递函数的方法，这种方法考虑了倍增增益的不同水平。实验部分，通过实际测量，研究人员观察到与无倍增相比，倍增显著地改变了系统的调制传递函数，尤其是在高倍增增益下，Nyquist频率处的调制传递函数平均下降幅度高达30%，这可能会影响到系统的分辨率和动态范围。 此外，文章还详细讨论了实验中的其他关键因素，如辅助成像光学系统的调制传递函数，以及在测量过程中如何处理混叠噪声和聚焦问题。混叠噪声是指由于像素尺寸限制导致的高频信号出现在低频区域的现象，这对高精度测量构成了挑战。对焦判断则是确保图像清晰度的重要步骤，正确对焦可以减小由焦点不稳引起的调制传递函数变化。 这篇文章不仅提供了电子倍增EMCCD调制传递函数测量的新方法，还强调了在实际应用中需要充分理解倍增效应对系统性能的影响，这对于优化EMCCD在诸如天文观测、医学成像等领域中的应用具有重要意义。