第33卷，第10期 2013年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
CCD器件相对光谱响应测试仪
闫丰，周
跃，，章明朝，陈雪
Vol. 33, No, 10,pp2865-2868
October，2013
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春130033
摘要设计并实现了一种涵盖400～950nm的全自动CCD器件相对光谱响应测试仪。分析了成像器件的相对光谱响应测试原理，采用宽光谱、高灵敏度响应的科学级光纤光谱仪QE65000作为参考探测器，基于单光路直接比较法，构建了CCD器件相对光谱响应测试仪器。该装置可全自动完成CCD器件的相对光谱响应测量，不确定度分析结果表明，该装置对CCD器件开展相对光谱响应测试的最大不确定度为6.21%，满
足应用需求，可为CCD等图像传感器甄选、参数性能评价及后续整机测试提供关键数据支择。关键词CCD；相对光谱响应；全自动测试；不确定度
DOI: 10, 3964/j. issn. 10000593(2013)102865-04
中图分类号：TN386.5 引言
文献标识码：A
求参考探测器的稳定度高。数据采集系统采集CCD探测器与参考探测器输出信号之后，经处理得到CCD探测器的相对光谱响应。该类方法在一定程度上减少了环境和背景的影
电荷耦合器件(CCD)具有信号输出噪声低、动态范围大、量子效率高以及电荷转移效率高等优点，以其对信息表达的高灵敏度和高准确性在天文、遥感、军事、医学、安防、工业等诸多领域(1-})被广泛应用。目前，国内CCD芯片研制及光电参量测试技术与国外差距较大，而西方发达国家高端航空级CCD价格极为昂贵，且大部分对我国禁售，国内在航空、航天领域对高性能CCD器件需求又极为迫切。为降低成本，节约时间，通常购置国外商业、工业级CCD芯片按照器件性能进行甄选。因此，垂需开发能够完成对CCD器件光电参量进行精确测试的仪器设备，为国内CCD器件应用及后续整机性能评估测试提供关键数据支撑。
光谱响应措述了探测器响应与辐照波长之间的关系[]，是CCD探测器的基本参数之一，是器件甄选、应用系统设计与性能评估的重要参考。日前，探测器相对光谱详细测试可归纳为四种基本方法：宽带滤光片法；标准替代法；直接比较法；傅里叶变换法[911]，宽度滤光片测量由于精度低已很少被使用。傅里叶变换法需要一个已知分光比谱曲线的分束镜，而且测量结果中包含了参考探测器的幅额特性，影响了测量准确度。直接比较法和标准替代法采用将探测器在单色辐照下的输出与已知相对光谱响应的参考探测器进行比较获得CCD器件的相对光谱响应，二者的区别在于直接比较法是将参考探测器始终放置于系统中，不需要反复拆卸，但要
收稿日期：2013-01-31，修订日期：2013-04-08
基金项目：国家(863)计划重大课题(2012AA03A707)资助
响，需要系统光谱的高度稳定性及单色仪的高度重复性，其测量准确度较高。实际应用中，多采用直接比较法。
目前，国内采用直接比较法开展相对光谱响应测试时，参考探测器多采用无光谱选择性的探测器（如真空热电堆、腔体热释电探测器)12-15]，其响应速度慢，单色辐照要求高，与CCD，特别是高灵敏度CCD实际应用要求相去基远。面向可见光CCD相对光谱响应需求，本文选用具有高量子效率、高线性度及信噪比的QE65000科学级光纤光谱仪为参考探测器，基于单光路直接比较法设计并实现了一种全自动 CCD器件相对光谱响应测试仪，开展了实际测试工作，并就不确定度进行了分析讨论。
测试原理
CCD器件对人射的单色辐射入产生的电信号V(a)与此波长下的光照度E(>)之比称为CCD器件绝对光谱响应s(A)
sa)
(1)
E(>)
应用中常用绝对光谱响应最大值s（>)对各谱段响应进行归一化，得到CCD器件的相对光谱响应
(s
s (a)
(2)
作者简介：目丰，1975年生，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室副研究员
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