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Ultraviolet detecting;;Ultraviolet image intensifier;;Signal-to-noise ratio;;Measurement

作　者: 阿斯亚
导　师: 刘磊; 李周奎
学　校: 南京理工大学
专　业: 物理电子学
关键词: 紫外探测紫外像增强器信噪比测试
分类号: TN23
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 30次
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内容摘要

紫外探测技术是红外和激光探测技术之后发展起来的军民两用的光电探测技术。它在导弹预警、紫外通讯等军事任务,宇宙探测、高能物理等科学研究,臭氧监测、海上油监等民用领域有着广泛的应用。紫外探测技术的核心器件之一是紫外像增强器,它是决定紫外探测器件的性能和价格的重要因素。紫外像增强器有很多性能参数指标,其中信噪比是最重要的参数指标。本文对紫外像增强器信噪比测试技术展开研究,首先,对紫外探测技术进行了分析,简述了国内外紫外探测技术的研究现状、本文的研究背景、要完成的主要工作等内容。接着对紫外像增强器的工作原理、性能参数及其噪声特性进行了理论分析,介绍了紫外像增强器信噪比定义及测试原理等内容。然后,介绍了紫外像增强器信噪比测试仪硬件结构,在原有微光像增强器信噪比测试系统硬件的基础上,对其结构进行了改造,重新设计了测试仪的光源、光路、机械结构、信号处理模块、数据采集模块和测试软件,升级了计算机系统,研制完成了一台紫外像增强器信噪比测试仪。之后,介绍了紫外像增强器信噪比测试系统软件设计。主要包括软件开发工具,软件主界面,信噪比测试模块,系统调试模块,系统校正模块,数据库操作模块,系统文件操作模块,系统帮助模块等。最后,利用设计的紫外像增强器信噪比测试仪对两种型号的紫外像增强器进行了测试,通过计算输出信噪比的相对误差和标准偏差来验证了系统的稳定性,分别测试并分析了光强度、光点直径对输出信噪比的影响；光阴极电压、MCP电压、荧光屏电压等各组成部分电压对输出信噪比的影响；最后基于MATLAB软件仿真了像增强器噪声频谱图并分析了噪声频谱特性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-12
  1.1 紫外探测技术的发展现状  9-10
  1.2 本文的研究背景  10-11
  1.3 本文完成的工作  11-12
2 紫外像增强器及其噪声特性  12-22
  2.1 紫外像增强器  12
  2.2 紫外像增强器工作原理  12-13
  2.3 紫外像增强器的性能参数  13-14
  2.4 紫外像增强器的噪声来源分析  14-20
    2.4.1 入射光量子噪声  14-15
    2.4.2 光阴极噪声  15-16
      2.4.2.1 量子噪声  15
      2.4.2.2 热发射噪声  15-16
      2.4.2.3 场致发射噪声  16
    2.4.3 MCP噪声  16-18
      2.4.3.1 量子涨落噪声  17
      2.4.3.2 离子反馈噪声  17
      2.4.3.3 场致发射背景噪声  17
      2.4.3.4 电子散射和光子散射噪声  17-18
    2.4.4 荧光屏噪声  18-19
      2.4.4.1 量子涨落噪声  18-19
      2.4.4.2 颗粒噪声  19
    2.4.5 紫外成像系统噪声与成像质量  19-20
  2.5 紫外像增强器信噪比的定义  20
  2.6 紫外像增强器信噪比的测试方法  20-21
  2.7 本章小结  21-22
3 紫外像增强器信噪比测试仪硬件结构设计  22-32
  3.1 总体结构  22-23
  3.2 测试系统硬件组成  23-29
    3.2.1 氘灯光源  23-24
    3.2.2 滤光片和可变光阑  24
    3.2.3 积分球  24-25
    3.2.4 暗箱  25
    3.2.5 光电检测装置  25-26
    3.2.6 光电流测试仪  26-28
    3.2.7 裸管专用高压电源  28
    3.2.8 信号处理器  28-29
    3.2.9 测微系统  29
    3.2.10 计算机系统  29
  3.3 系统电气连接  29-30
  3.4 测试系统硬件调节  30-31
    3.4.1 测试光点辐射照度的产生  30
    3.4.2 测试光点大小的传递、调节及观测  30-31
  3.5 本章小结  31-32
4 紫外像增强器信噪比测试系统软件设计  32-42
  4.1 紫外像增强器信噪比测试软件开发工具  32
  4.2 测试系统软件设计  32-41
    4.2.1 信噪比测试模块  33-35
    4.2.2 系统调试模块  35-37
    4.2.3 系统校正模块  37-38
    4.2.4 数据库操作模块  38-40
    4.2.5 系统文件操作模块  40-41
    4.2.6 系统帮助模块  41
  4.3 本章小结  41-42
5 紫外像增强器信噪比的测试与分析  42-59
  5.1 紫外像增强器信噪比的测量步骤  42-43
  5.2 测试结果与数据分析  43-52
    5.2.1 系统的稳定性  43-45
    5.2.2 光强度对输出信噪比的影响  45-47
    5.2.3 光点直径对输出信噪比的影响  47-48
    5.2.4 紫外光阴极电压对输出信噪比影响  48-50
    5.2.5 MCP电压对输出信噪比影响  50-51
    5.2.6 荧光屏电压对输出信噪比影响  51-52
  5.3 紫外像增强器噪声频谱特性  52-58
    5.3.1 原始信号噪声频谱分析  52-56
    5.3.2 背景信号噪声频谱分析  56-58
  5.4 本章小结  58-59
6 结束语  59-61
  6.1 本文的工作总结  59-60
  6.2 有待进一步解决的问题  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-64

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