用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法及系统，涉及数据处理技术领域

【技术实现步骤摘要】
用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法及系统


[0001]本专利技术涉及数据处理
，特别是涉及一种用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法及系统
。

技术介绍

[0002]对封装在杜瓦内的红外探测器进行响应率测试时，需要使用安装在探测器上方的冷屏来减少光学视场外的背景光子通量，同时抑制杂散辐射对信号的干扰
。
测试结束后，需要用到冷屏的
F
数计算响应率等探测器参数
。
然而，冷屏孔和窗口的存在导致探测器上不同光敏元接收到的辐射通量不同，如果对不同光敏元采用同样的
F
数进行计算，会导致较大的误差，因此计算中必须对不同辐射通量带来的光敏元响应不均匀性进行校正，即不同的光敏元测试结果采用不同的
F
数进行计算
。
随着红外探测器组件技术的发展，冷屏的级数逐渐增多，且杜瓦组件的窗口和冷屏的开口大小和形状也逐渐多样化，这就对光敏元响应率非均匀性校正算法提出了更高的要求
。
[0003]目前公开了一种考虑了窗口和冷屏共同影响下响应率非均匀性校正的方法
(
例如中国专利
CN103335725B)
，该方法虽然能够实现光敏元响应率非均匀性校正，但是其仅适用于圆孔形窗口和圆孔形单级冷屏的情况，适用范围较窄，且计算方法过于复杂
。
[0004]因此，本领域亟需提供一种可用于多级冷屏
、
窗口和冷屏开孔为任意形状的光敏元响应非均匀性校正算法，以弥补现有方法的缺陷
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法及系统，可用于多级冷屏
、
窗口和冷屏开孔为任意形状的光敏元响应非均匀性校正过程，能够在简化校正过程的同时，扩宽适用范围
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法，包括：
[0008]构建模型；所述模型包括窗口
、
多级冷屏结构和面阵红外探测器芯片；
[0009]对所述窗口的面进行网格划分得到窗口面网格单元；
[0010]以面阵红外探测器芯片模型的几何中心为原点建立三维坐标系；所述三维坐标系中，
z
轴垂直于面阵红外探测器芯片的光敏面；
[0011]基于所述三维坐标系确定每一窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中每一光敏元的立体角，得到窗口面对光敏元的有效立体角，以生成探测器光敏元有效立体角分布矩阵；
[0012]基于所述探测器光敏元有效立体角分布矩阵确定整个面阵红外探测器芯片中光敏元的
F
数分布矩阵；
[0013]基于构建的所述模型，测试得到光敏元响应率矩阵；
[0014]采用所述
F
数分布矩阵校正所述光敏元响应率矩阵得到校正后的光敏元响应率矩
阵
。
[0015]可选地，在所述模型中，所述窗口与所述面阵红外探测器芯片间的垂直距离为：
[0016]式中，
H
为窗口与面阵红外探测器芯片间的垂直距离，
h
k
为第
k
级冷屏开孔与窗口的垂直距离，
n
为冷屏结构的总级数，
k
＝
1,2,...,n。
[0017]可选地，所述面阵红外探测器芯片的光敏元规模为
M
×
N
，其中，
M
为列数，
N
为行数，相邻光敏元中心距为
a。
[0018]可选地，基于所述三维坐标系确定每一窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中每一光敏元的立体角，得到窗口面对光敏元的有效立体角，以生成探测器光敏元有效立体角分布矩阵，具体包括：
[0019]确定所述窗口面网格单元和所述光敏元的中心连线与每级冷屏面交点的坐标；
[0020]基于所述坐标判断所有交点是否均落在相应级的冷屏开孔范围内，得到判断结果；
[0021]当所述判断结果为是时，确定每一窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中每一光敏元的立体角为：
[0022]式中，
ΔΩ
ij
为窗口面对光敏元的有效立体角，
Δ
d
为网格边长，
H
为窗口与面阵红外探测器芯片间的垂直距离，
i
为窗口面网格单元的横坐标，
x
为光敏元的横坐标，
j
为窗口面网格单元的纵坐标，
y
为光敏元的纵坐标；
[0023]当所述判断结果为否时，确定每一窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中每一光敏元的立体角为：
ΔΩ
ij
＝0；
[0024]对每一窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中每一光敏元的立体角进行求和得到所述窗口面对光敏元的有效立体角；
[0025]基于所述窗口面对光敏元的有效立体角生成所述探测器光敏元有效立体角分布矩阵；
[0026]可选地，所述探测器光敏元有效立体角分布矩阵的规模与所述面阵红外探测器芯片中光敏元的规模相同
。
[0027]可选地，所述
F
数分布矩阵为：
[0028][0029]式中，
F
MN
为
F
数分布矩阵，
Ω
MN
为探测器光敏元有效立体角分布矩阵，
π
为圆周率
。
[0030]可选地，校正后的光敏元响应率矩阵为：
[0031][0032]式中，
R
MNadj
为校正后的光敏元响应率矩阵，
R
MN
为测试得到的光敏元响应率矩阵，
F
MN
为
F
数分布矩阵，
F
为测试得到光敏元响应率矩阵时采用的固定
F
数值
。
[0033]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0034]本专利技术提供的用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法，可以对含多级冷
屏且窗口和冷屏开孔为任意形状的杜瓦内探测器响应率测试结果进行校正，其中，对窗口面进行网格划分，计算每个窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中光敏元的有效立体角，以生成探测器光敏元有效立体角分布矩阵，接着，基于探测器光敏元有效立体角分布矩阵确定整个面阵红外探测器芯片中光敏元的
F
数分布矩阵，并采用这一
F
数分布矩阵校正光敏元响应率矩阵实现对焦平面响应率非均匀性的校正，具有算法实现过程简单，计算结果准确，适用范围广等优点
。
[0035]本专利技术还提供了一种用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法，其特征在于，包括：构建模型；所述模型包括窗口
、
多级冷屏结构和面阵红外探测器芯片；对所述窗口的面进行网格划分得到窗口面网格单元；以面阵红外探测器芯片模型的几何中心为原点建立三维坐标系；所述三维坐标系中，
z
轴垂直于面阵红外探测器芯片的光敏面；基于所述三维坐标系确定每一窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中每一光敏元的立体角，得到窗口面对光敏元的有效立体角，以生成探测器光敏元有效立体角分布矩阵；基于所述探测器光敏元有效立体角分布矩阵确定整个面阵红外探测器芯片中光敏元的
F
数分布矩阵；基于构建的所述模型，测试得到光敏元响应率矩阵；采用所述
F
数分布矩阵校正所述光敏元响应率矩阵得到校正后的光敏元响应率矩阵
。2.
根据权利要求1所述的用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法，其特征在于，在所述模型中，所述窗口与所述面阵红外探测器芯片间的垂直距离为：式中，
H
为窗口与面阵红外探测器芯片间的垂直距离，
h
k
为第
k
级冷屏开孔与窗口的垂直距离，
n
为冷屏结构的总级数，
k
＝
1,2,...,n。3.
根据权利要求1所述的用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法，其特征在于，所述面阵红外探测器芯片的光敏元规模为
M
×
N
，其中，
M
为列数，
N
为行数，相邻光敏元中心距为
a。4.
根据权利要求1所述的用于多级冷屏的光敏元响应率非均匀性校正方法，其特征在于，基于所述三维坐标系确定每一窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中每一光敏元的立体角，得到窗口面对光敏元的有效立体角，以生成探测器光敏元有效立体角分布矩阵，具体包括：确定所述窗口面网格单元和所述光敏元的中心连线与每级冷屏面交点的坐标；基于所述坐标判断所有交点是否均落在相应级的冷屏开孔范围内，得到判断结果；当所述判断结果为是时，确定每一窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中每一光敏元的立体角为：式中，
ΔΩ
ij
为窗口面对光敏元的有效立体角，
Δ
d
为网格边长，
H
为窗口与面阵红外探测器芯片间的垂直距离，
i
为窗口面网格单元的横坐标，
x
为光敏元的横坐标，
j
为窗口面网格单元的纵坐标，
y
为光敏元的纵坐标；当所述判断结果为否时，确定每一窗口面网格单元对面阵红外探测器芯片中每一光敏元的立体角为：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙常鸿，李辉豪，王溪，叶振华，廖清君，丁瑞军，何力，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：