216望远镜BFOSC系统新CCD性能测试结果
双像解析实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解双像解析的基本原理和方法。
2. 掌握双像解析在摄影测量中的应用。
3. 通过实验，提高对实际图像处理和分析的能力。
二、实验原理双像解析是摄影测量学中的一种基本方法，它通过分析两幅不同视角拍摄的图像，提取地面物体的三维信息。
实验原理主要包括以下几部分：1. 同名像点对应：在两张不同视角的图像中，对于同一地物点，会存在两个对应的像点。
2. 像点坐标转换：根据像点坐标和摄影参数，可以将像点坐标转换为地面点的三维坐标。
3. 立体观测原理：通过立体观测，可以消除像点坐标中的误差，提高地面坐标的精度。
三、实验准备1. 实验器材：双像解析软件、计算机、数码相机、双像对图像数据等。
2. 实验数据：选择合适的双像对图像数据，确保图像质量良好，地面特征明显。
四、实验步骤1. 图像预处理：- 对图像进行去噪声、增强对比度等预处理操作，提高图像质量。
- 对图像进行几何校正，消除畸变和比例尺误差。
2. 同名像点匹配：- 利用双像解析软件，进行同名像点匹配，确保匹配精度。
3. 立体观测：- 通过立体观测，消除像点坐标中的误差，提高地面坐标的精度。
4. 三维坐标提取：- 根据同名像点坐标和摄影参数，计算地面点的三维坐标。
5. 精度分析：- 对提取的三维坐标进行精度分析，评估实验结果。
五、实验结果与分析1. 同名像点匹配结果：- 图像预处理和同名像点匹配效果良好，匹配精度达到预期。
2. 立体观测结果：- 立体观测消除了像点坐标中的误差，提高了地面坐标的精度。
3. 三维坐标提取结果：- 提取的三维坐标与实际地面坐标相对误差在可接受范围内。
4. 精度分析：- 通过实验结果，可以得出以下结论：- 双像解析方法在提取地面三维坐标方面具有较高的精度。
- 图像预处理和同名像点匹配对实验结果有重要影响。
- 立体观测可以显著提高地面坐标的精度。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了双像解析的基本原理和方法，提高了实际图像处理和分析的能力。
ccd性能研究实验报告
ccd性能研究实验报告CCD性能研究实验报告摘要：CCD（Charge-Coupled Device）是一种常见的光电转换器件，广泛应用于数码相机、天文学观测等领域。
本实验旨在研究CCD的性能特点，通过实验数据分析和比较，探讨其在不同条件下的工作效果和优势。
引言：CCD作为一种光电转换器件，具有高灵敏度、低噪声、线性响应等特点，被广泛应用于图像传感、光电测量等领域。
为了更好地了解CCD的性能特点，本实验通过一系列实验，对其进行了详细研究和分析。
实验一：灵敏度测试在这个实验中，我们将通过改变CCD的曝光时间，观察CCD的输出信号强度变化，以此来研究CCD的灵敏度。
实验结果显示，随着曝光时间的增加，CCD 的输出信号强度逐渐增强，呈现出线性的关系。
这表明CCD对光信号的灵敏度较高，能够准确地转换光信号为电信号。
实验二：噪声测试噪声是影响CCD成像质量的重要因素之一。
本实验通过在不同光照条件下拍摄同一场景，然后对比分析图像的噪声水平，来研究CCD的噪声特性。
实验结果显示，在较低光照条件下，CCD的噪声水平较高，而在较高光照条件下，噪声水平则明显降低。
这说明CCD在较强光照下能够更好地抑制噪声，提高图像的质量。
实验三：动态范围测试动态范围是指CCD能够同时感知到的最大和最小光信号之间的差异范围。
本实验通过在不同光照条件下拍摄具有高对比度的图像，然后分析图像的亮度范围，来研究CCD的动态范围。
实验结果显示，CCD能够较好地保留图像的细节，并且在高光和阴影部分都有较好的表现。
这说明CCD具有较宽的动态范围，能够处理高对比度场景，保证图像的质量。
实验四：色彩还原测试色彩还原是指CCD能够准确还原图像的颜色信息。
本实验通过拍摄一组具有不同颜色的标准色块，并分析图像中各个色块的RGB数值，来研究CCD的色彩还原能力。
实验结果显示，CCD能够准确还原标准色块的颜色，并且在不同光照条件下，色彩还原能力基本保持一致。
这表明CCD具有较好的色彩还原能力，能够准确还原图像的颜色信息。
CCD摄像法测径精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版光电探测技术实验报告实验五：电荷耦合图像传感器---CCD摄像法测径实验学号：********姓名：实验五电荷耦合图像传感器---CCD摄像法测径实验实验原理：电荷耦合器件（CCD）的重要应用是作为摄像器件，它将二维光学图像信号通过驱动电路转变成一维的视频信号输出。
当光学镜头将被摄物体成像在CCD的光敏面上，每一个光敏单元（MOS电容）的电子势阱就会收集根据光照强度而产生的光生电子，每个势阱中收集的电子数与光照强度成正比。
在CCD电路时钟脉冲的作用下，势阱中的电荷信号会依次向相邻的单元转移，从而有序地完成载流子的运输—输出，成为视频信号。
用图像采集卡将模拟的视频信号转换成数字信号，在计算机上实时显示，用实验软件对图像进行计算处理，就可获得被测物体的轮廓信息。
实验所需部件：CCD摄像头、被测目标（圆形测标）、视频线、图像采集卡、实验软件实验步骤：1、根据图像采集卡光盘安装说明在计算机中安装好图像卡。
并按要求正确设置。
2、在被测物前安装好摄像头，连接CCD稳压电源，视频线正确连接图像卡与摄像头。
3、检查无误后进入测量程序，启动图像采集后，屏幕窗口即显示被测物的图像，适当地调节CCD的镜头前后位置，使目标图像最为清晰。
4、尺寸标定：先取一标准直径圆形目标（D0=10mm），根据测试程序测定其屏幕图像的直径D1（单位用象素表示），则测量常数K=D1/D0。
5、保持CCD镜头与位移平台距离不变，更换另一未知直径的圆形目标，利用测试程序测得其在屏幕上的直径，除以系数K，即得该目标的直径。
思考题：如何利用此方法测试方形物体的尺寸。
注意事项：利用图象卡采集，务请正确设置采集参数，详见CCD测试系统软件说明。
实验结果如下：D1=334.83798像素 D0=10mm 得K= D1/ D0=33.483798D2=567.20020像素得D硬币=D2/K=16.939mm一毛钱硬币实测直径约为：18.500mm实验图像采集如下：实验结论：CCD将二维光学图像变为一维视频信号后，再利用A\D转换，计算机及其软件处理，使得图像信息的处理方便、清晰。
CCD成像系统性能参数评价
为了获取CCD成像系统的增益，可以使用一种在CCD相机性能评价中广泛使用的光子 传递曲线方法。
光子传递曲线：横坐 标为信号的对数；纵 坐标为系统噪声的对 数。
CCD成像系统的光子传递曲线
Photon Transfer Curve
一个CCD 成像系 统光子 传递曲 线测量 实例
CCD成像系统的光子传递曲线
Photon Transfer Curve
ACS的宽视场相机(WFC)性能测试结果，使用方法：光子传递曲线法。测试温度： －79°C。
对应四个放大器的系统噪声，单位：e-
放大器 A B C D
平均
Gain="1" 4.86 +/- 0.20 4.60 +/- 0.17 5.14 +/- 0.18 4.81 +/- 0.14 4.85 +/- 0.08
Photon Transfer Curve
测量光子传递曲线应该注意的事项：
1 测量光源入射到CCD靶面上的辐照度应该是均匀的； 2 应该使用适当的滤光片限制光谱，或使用单色仪； 3 测量光源应该能够精密可调，测量中应该利用标定过的光电二极管监测其 发光强度； 4 对应不同的光照，每次都在同样条件下拍摄两幅图像，并计算差图像； 5 计算信号平均值和噪声方差(利用差图像计算)。
4. 系统增益 g 和读出噪声RC 分别为：
g 1/ a RC b
CCD成像系统的增益
线性方程为： y = 0.336x+40
增益为： g＝1/0.336 =2.98 e-/ADU
读出噪声为：
RC 40 6.32
Nikon D70的系统增益测量曲线
试验五天文望远镜的使用与光学性能的测定
实验二天文望远镜的使用与光学性能的测定一、 40 cm卡塞格林反射望远镜的操作1.实验目的了解天文望远镜的性能，并学会独立操作望远镜2.实验仪器40 cm反射望远镜本实验使用的望远镜为卡塞格林R-C系统，赤道式装置。
两个度盘分别为赤纬（δ），时角（t），主镜为凹的双曲面镜，口径D= 400 mm，副镜为凸的双曲面镜，系统的有效焦距F= 6000 mm ；导星镜为D= 150 mm、F= 1980 mm的折射望远镜，见图sh5.1。
赤道装置：这种装置有两个相互垂直的轴，即赤纬轴和赤经轴（极轴）。
极轴指向天极，与地球自转轴平行，其高度应当等于当地的地理纬度。
镜筒可以绕着赤纬轴转动，并可以固定在一定的赤纬方向上。
通常有赤纬盘及时角盘显示望远镜的指向。
跟踪天体时，望远镜自东向西绕极轴运动,方向与地球自转方向相反,速度为15"/s，用来补偿地球自转，使望远镜保持指向被测的天体。
利用赤道装置实现跟踪天体的周日视运动是很方便的。
3.望远镜自动寻星电控系统的使用1）功能及技术指标:自动寻星指向精度：电控精度小于5秒。
跟踪方式：恒星时、太阳时、月亮时手/自动转换。
望远镜运转速度：快动：约80°/时分（两相步进电机，1.8°步进角，5400减速比）。
慢动：2’/时秒。
微动：10” / 时秒控制器自带星表数据库：a、太阳系星体（10个）b、恒星（中文名称224个）c、恒星（拉丁文名称191个）d、SAO全星表（258997个）e、双星简表（40个）f、变星（36个）g、梅氏星表（110个深空星体）2）使用方法：1、电控系统的连接：电控系统的面板有一控制盒接口，把它和手控盒相连。
背板有两个航空插座分别接赤经、赤纬电机（注意：赤经、赤纬不要接错）。
“电源220V”插口，通过电源电缆接220V 50Hz电源。
把GPS天线置于室外，高频电缆的另一端与背部“GPS天线”高频插座相连。
若要用计算机控制望远镜，请把背部“RS232”口用串行电缆连接到计算机的串行口上。
观察视觉器实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过观察视觉器，了解视觉系统的基本原理和功能，学习如何利用视觉系统进行图像采集、处理和分析。
通过实验，加深对图像处理技术在实际应用中的理解，提高解决实际问题的能力。
二、实验原理视觉系统是生物和机器感知外界信息的重要手段。
观察视觉器实验通过模拟人眼视觉系统，实现图像的采集、处理和分析。
实验原理主要包括以下几部分：1. 图像采集：通过摄像头获取图像信息，将图像转换为数字信号。
2. 图像预处理：对采集到的图像进行灰度化、滤波、二值化等操作，提高图像质量。
3. 图像特征提取：从图像中提取边缘、纹理、颜色等特征，用于后续分析。
4. 图像分析：根据提取的特征进行目标识别、分割、跟踪等操作。
三、实验设备1. 观察视觉器一套2. 摄像头一台3. 计算机一台4. 软件平台：OpenCV四、实验步骤1. 连接设备：将摄像头连接到计算机，并打开观察视觉器软件。
2. 采集图像：通过摄像头采集待处理的图像。
3. 图像预处理：对采集到的图像进行灰度化、滤波、二值化等操作。
4. 图像特征提取：从图像中提取边缘、纹理、颜色等特征。
5. 图像分析：根据提取的特征进行目标识别、分割、跟踪等操作。
6. 结果展示：将实验结果以图像或视频形式展示。
五、实验内容1. 图像采集：通过摄像头采集不同场景的图像，观察图像质量。
2. 图像预处理：对采集到的图像进行灰度化、滤波、二值化等操作，观察图像质量的变化。
3. 图像特征提取：从图像中提取边缘、纹理、颜色等特征，观察特征提取的效果。
4. 图像分析：根据提取的特征进行目标识别、分割、跟踪等操作，观察分析结果。
六、实验结果与分析1. 图像采集：实验成功采集到不同场景的图像，图像质量较好。
2. 图像预处理：通过灰度化、滤波、二值化等操作，图像质量得到提高，噪声和干扰减少。
3. 图像特征提取：成功提取了图像的边缘、纹理、颜色等特征，为后续分析提供了基础。
4. 图像分析：根据提取的特征进行目标识别、分割、跟踪等操作，实验结果符合预期。
北京三号B卫星相机像质评价方法
rma
t
i
ono
fe
a
ch
yz
f
i
e
l
do
fv
i
ewo
ft
hec
ame
r
ai
su
l
t
ima
t
e
l
t
a
i
ned．Tak
i
ngt
hedeve
l
opmen
tp
r
oc
e
s
so
fBJ
Ｇ
３Bs
a
t
e
l
Ｇ
yob
l
i
t
ec
ame
r
aa
sanexamp
l
e,t
hec
ame
r
aop
t
i
c
a
ls
t
em andau
t
o
Ｇ
大口径遥感相机的 生 产 与 制 造,竖 直 装 调 技 术 作 为
一个新的技术分支可以有效改善光轴水平装调过程
中重力误差对光学系统成像质量的影响 [１].光学系
统的成像质量是评 价 光 学 遥 感 器 的 一 个 重 要 指 标,
收稿日期:
２０２３
Ｇ
０４
Ｇ
２４;修回日期:
２０２３
Ｇ
０５
Ｇ
２９
作者简介:陈西,男,工程师,从事空间遥感器装调与测试工作.Ema
干涉仪的激光汇聚点应处于待测光学系统的焦点位
的三次反射,使光线在 ACF 处发生反射后以对称法
线角度再一 次 通 过 待 测 光 学 系 统. 将 与 系 统 F 数
望远镜系统参数测量实验的分许分析与讨论
望远镜系统参数测量实验的分许分析与讨论引言：实验方法：1.系统阿贝法：首先通过系统阿贝法实验，可以得到望远镜的放大倍数以及视场角。
该实验原理是通过观测同一物体在望远镜与肉眼下的视场差异，通过简单的几何关系可以推导出放大倍数和视场角的表达式。
2.计算焦距法：接下来通过计算焦距法计算望远镜的焦距。
该实验原理是通过测量目镜与物镜的焦距，利用公式可以计算出望远镜的总焦距。
3.分光比色法：最后通过分光比色法测量望远镜的色差。
该实验原理是通过观测经过望远镜的不同颜色光线的偏离情况，可以分析出望远镜的色差程度。
实验结果：通过以上实验方法，我们得到了望远镜放大倍数为10倍，视场角为6度，焦距为1000mm，色差为0.03mm。
讨论与分析：1.放大倍数与视场角的实验结果与理论值基本吻合，说明系统阿贝法测量结果可靠。
但需要注意实际观察时的视场角受到固定目镜、金属框架等因素的限制，导致实际视场角较测量值小。
2.焦距测量结果与预期相符，表明计算焦距法测量结果可靠。
但实际操作中可能存在测量误差，包括仪器读数误差和光线度量误差等。
3.分光比色法用于测量望远镜色差的结果与实际偏差较大，可能原因是实际光源的波长分布与理论假设不符合，造成了测量结果的误差。
此外，可能还存在观测者的主观误差。
总结与改进：本实验通过具体的测量方法对望远镜系统参数进行了准确测量，并对测量结果进行了讨论与分析。
实验结果表明所采用的测量方法具有一定的可靠性，但仍存在一定误差。
改进实验的方法包括增加测量次数以提高数据的准确性，对实验装置进行合理的校准等。
此外，进行更详细的误差分析以及实验结果的统计处理也是提高实验准确性的关键。
ccd性能研究实验报告
ccd性能研究实验报告
实验报告
研究对象：ccd（电荷耦合器件）
研究目的：探究ccd的性能特点及其对图像处理的应用
1. 实验器材：
（1）ccd相机
（2）标准灯源
（3）电脑及图像处理软件
2. 实验步骤：
（1）将ccd相机固定在测试平台上，开启标准灯源，使其光线照射至ccd相机上。
（2）将通过ccd相机得到的图像输入电脑，并使用图像处理软件对图像进行处理分析。
（3）分别测试不同光源下ccd相机的输出信号特性、信噪比、灵敏度和动态范围等性能指标。
3. 实验结果：
（1）测试结果表明，不同光源下ccd相机的输出信号特性差异较大。
在弱光源下，ccd相机的信噪比会降低。
（2）ccd相机的灵敏度较高，能够感知光线的微弱变化，并能够记录下图像的精细细节。
（3）ccd相机的动态范围宽，能够很好地处理高对比度图像。
4. 实验结论：
（1）ccd相机是一种可靠的图像获取设备，具有高灵敏度、高动态范围及较低的信噪比等特点。
（2）在实际应用中，ccd相机可以广泛用于图像采集、高精度测量、机器视觉等领域，为现代生产、科学和技术提供了强有力的支持。
1._2_m_光电望远镜同时性三通道测光系统
第 31 卷第 6 期2023 年 3 月Vol.31 No.6Mar. 2023光学精密工程Optics and Precision Engineering1.2 m光电望远镜同时性三通道测光系统牛炳力1，2，康喆1，2*，李振伟1，2，吕游1，刘承志1，2*（1.中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站，吉林长春 130117；2.中国科学院大学北京 100049）摘要：基于科学级CCD相机的多色光度测量技术凭借着实用性强、简单有效等特点在天文观测中受到了广泛应用。
针对传统多色测光技术缺乏同时性这一问题，本文介绍了一种新型的同时性三通道测光系统，采用分色的设计方式实现了Sloan Digital Sky Survey （SDSS）测光标准g′，r′和i′三个波段分光。
首先，利用Zemax软件对三通道光度计的光学系统进行了仿真分析，仿真结果显示该系统符合总体设计指标且能够满足使用要求。
然后，为验证该系统的光学性能，我们针对大量SDSS标准星开展观测，实测结果表明该设备在g′，r′和i′三个通道的视场分别为21.5′×21.5′，21.5′×21.5′和21.3′×21.3′，系统效率分别为65.6%，68.3%和63.7%，将曝光时间归算为1 s、信噪比为5时，计算得出的极限探测星等分别为15.26，16.39和15.63。
接下来可通过对系统的优化，进一步提高其极限星等的探测能力。
关键词：同时性三通道测光系统；三通道光度计；SDSS；光学性能中图分类号：TH744；TH752；P111.3 文献标识码：A doi：10.37188/OPE.20233106.0793Simultaneous three-channel photometric system of1.2 m photoelectric telescopeNIU Bingli1，2，KANG Zhe1，2*，LI Zhenwei1，2，LÜ You1，LIU Chengzhi1，2*（1.Changchun Observatory， National Astronomical Observatories， Chinese Academy of Sciences，Changchun 130117， China；2.University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049， China）* Corresponding author， E-mail： kangz@； lcz@Abstract： Multicolor CCD photometric technology has been widely used in astronomical observations ow⁃ing to its practicability， simplicity， and effectiveness； however， the issue of simultaneity needs to be ad⁃dressed. In this paper， a new type of simultaneous three-channel photometric system， which uses a dichro⁃ic mirror to realize light splitting in the g′， r′， and i′ bands of the Sloan Digital Sky Survey （SDSS）， is introduced. First， the optical system of the three-channel photometer was simulated and analyzed by Ze⁃max. The results showed that the system satisfied the overall design criteria and met the requirements for its intended application. Then， we observed a large number of SDSS standard stars to evaluate the optical performance of the equipment. The results indicated that the equipment could achieve simultaneous imag⁃ing within a field of view of 21.5′×21.5′， 21.5′×21.5′， and 21.3′×21.3′ in the g′， r′， and i′ chan⁃文章编号1004-924X（2023）06-0793-11收稿日期：2022-08-31；修订日期：2022-10-28.基金项目：国家自然科学基金天文联合基金资助项目（No.U2031129）；中国科学院青年创新促进会资助项目（No.2018079）第 31 卷光学精密工程nels，respectively.The system efficiency for each channel was 65.6，68.3，and 63.7%，respectively，and the limiting magnitude of each channel was 15.26， 16.39， and 15.63， respectively， when the expo⁃sure time and signal-to-noise ratio were 1 s and 5， respectively. In the future， we will improve the detec⁃tion capability of limiting magnitudes by optimizing the system.Key words： simultaneous three-channel photometric system；three-channel photometer；Sloan Digital Sky Survey（SDSS）； optical performance1 引言近年来，多色CCD光度测量技术广泛应用在变星、活动星系核和伽马暴余辉等天文现象的观测研究中。
(暑假)天文观测实习与科普宣传交流实践报告 袁震宇
天文观测实习与科普宣传交流实践报告空间科学与物理学院2014级空间班袁震宇经过了七天的奔波，我们的实践算是顺利地结束了，我们从青岛开始，再到兴隆，最后在北京紧密的行程使我们感到每天的充实，更重要的是我们达成了本次社会实践的预期目标。
在青岛和兴隆的几天主要进行了天文观测实习。
青岛天文台隶属紫金山天文台，由于在城市当中，现在它已经不适合观测夜空了，所以只能看天空中最亮的天体——太阳了。
日常最重要的任务就是观测，手绘记录太阳黑子，包括黑子的位置、大小、数目等。
对于我们的具体要求是，在目前国际通用的标准的手绘图纸上，准确确定纸的方向并放在望远镜目镜后，用2H铅笔很轻很轻地描出黑子的外围轮廓，以及核心区轮廓，接着再用HB铅笔填充核心区颜色，接着由于黑子是磁场活跃区，磁力线上会有循环机制，它其实是一个有纤维结构的区域，所以要添上它的轮廓纤维。
画的时候，我非常小心，这是很细致的工作，和所有科研活动一样，他需要细心和耐心。
虽然这只是青岛观象台工作人员日常工作的冰山一角，但是对于我们初次实习来说也是一项比较有挑战性的任务，能够顺利完成此次实习我们不光鼓舞了我们的士气，更重要的是使我们受益匪浅。
在兴隆观测基地，我们的实践主要是听取了基地关于望远镜的知识的讲解，关于兴隆观测基地的选址等历史沿革，还有对于2.16米望远镜的实际操作。
兴隆观测基地最出色的两台望远镜就是LAMOST望远镜和2.16米光学望远镜。
2.16米天文光学望远镜是目前我国最重要的天体物理观测设备之一，它是由我国自主设计和建造的，1989年在兴隆基地正式落成，参加研制的单位包括中国科学院南京天文仪器厂、北京天文台和自动化研究所。
2.16望远镜的有效口径为2.16米，具有卡塞格林焦点和折轴焦点，两个焦点转换极为方便，仅需要1分钟，这在世界上是个创举。
216望远镜装备了BFOSC暗天体相机谱仪、卡塞格林低色散光谱仪、多通道高速光度计和折轴高色散光谱仪，能够开展多种天文课题的观测研究，是一台功能完备的通用型天文望远镜。
CCD的主要性能指标1 共79页
计算结果单位为V/J/cm2 ，转换为V/J/cm2 ，结果为：
再用(3－8)计算De
263K时，De = 2.911 e–/pixel/s
223K时， De = 2.123 x 10-2 e–/pixel/s
173K时， D e= 2.149 x 10-6 e–/pixel/s
19
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
噪声和信噪比 光电响应模型
光谱范围1～2的CCD输出电压VS
噪声和信噪比
放大器白噪声
放大器1/f噪声
量化噪声
23
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
噪声和信噪比 随机噪声
只考虑CCD芯片内 • 霰粒噪声 shot • 复位噪声 reset • 暗电流噪声 dark • 放大器噪声 a
24
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
噪声和信噪比
霰粒噪声（Shot Noise)
D e 2 .5 11A 0 5 sJ dT c 1 .5 e E g/2 (k)T（3－8）
Eg1.115 75 .0172 1 11 0 0 4 TT 82
（3－9）
其中，Jdc为暗电流密度，T是绝对温度，Eg是带隙18。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
暗电流和暗电流噪声举例
在不同暗电流 密度(nA/cm2) 下，暗电流(e/sec/pixel)与 温度(°C)的关 系曲线。
超薄超短物像距高分辨率检测成像系统设计与试验
文章编号 2097-1842（2024）01-0061-08超薄超短物像距高分辨率检测成像系统设计与试验李延伟1，伍雁雄1,2 *，陈太喜1，魏浩东3，谢新旺1，董雷岗1，李骏驰1，李建杰1（1. 季华实验室, 广东 佛山 528000；2. 佛山科学技术学院, 广东 佛山 528000；3. 沈阳芯源微电子设备股份有限公司, 辽宁 沈阳 110168）摘要：为缩短12寸晶圆检测成像系统的轴向和径向尺寸，提出一种小角度棱镜折转光路与超短物像距镜头相结合的解决方法。
设计优于1/12λ（λ=632.8 nm ）面形精度的小角度棱镜折转光路，实现照明系统与成像镜头的水平布置，径向尺寸仅为80 mm ，在保证不影响系统成像质量的前提下，极大地降低了整个系统的径向尺寸，同时也实现了12°的小角度明场照明。
设计放大倍率为0.264的对称混合型光学系统，采用纯球面系统获得较大成像视场，像高为81.92 mm ，物像距仅为392.5 mm ，极大地降低了整个系统轴向尺寸。
设计结果表明，整个成像系统全视场平均光学传递函数优于0.4@100l p/mm ，相对畸变优于0.03%，像面照度均匀性全视场优于50%。
实际测试结果表明：全视场实际成像分辨率优于18.88 μm ，达到了系统极限分辨率；全视场像面照度均匀性为43.3%，满足均匀性优于40%的研制要求。
研究结果表明本文提出的超薄超短物像距高分辨率检测成像系统合理、有效，解决了12寸晶圆检测成像系统空间尺寸压缩的难题，并降低了研制成本，为后续近距离大尺寸物体检测成像系统的研制提供参考依据。
关 键 词：棱镜；物像距；对称混合型光学系统；像面照度均匀性中图分类号：TH74 文献标志码：A doi ：10.37188/CO.2023-0099Design and experiment of high-resolution detection imaging system withultra-thin and ultra-short object-image distanceLI Yan-wei 1，WU Yan-xiong 1,2 *，CHEN Tai-xi 1，WEI Hao-dong 3，XIE Xin-wang 1，DONG Lei-gang 1，LI Jun-chi 1，LI Jian-jie 1（1. Ji Hua Laboratory , Foshan 528000, China ；2. Foshan University , Foshan 528000, China ；3. Kingsemi Co. Ltd., Shenyang 110168, China ）* Corresponding author ，E-mail : 364477424@Abstract : To shorten the axial and radial dimensions of the 12-inch wafer detection imaging system, a solu-tion combining the small angle prism refraction path and the ultra-short object-image distance lens is pro-posed. A small angle prism with shape accuracy better than 1/12λ (λ=632.8 nm) is designed to convert the op-tical path and realize the horizontal arrangement between the lighting system and the imaging lens. The radi-al size is only 80 mm, which greatly reduces the radial size of the whole system without affecting the ima-收稿日期：2023-06-07；修订日期：2023-06-25基金项目：广东省重点领域研发计划项目（No. 2020B1111120004）Supported by Key Field R&D Plan Project of Guangdong Province (No. 2020B1111120004)第 17 卷 第 1 期中国光学（中英文）Vol. 17 No. 12024年1月Chinese OpticsJan. 2024ging quality. At the same time, a small angle of 12° bright field lighting is realized. A symmetrical hybrid op-tical system with magnification of 0.264 is designed. A pure spherical system is used to obtain a large ima-ging field of view. The image height is 81.92 mm, and the object-image distance is only 392.5 mm, which greatly reduces the axial size of the whole system. The design results show that the average optical transfer function of the whole imaging system is better than 0.4@100 lp/mm, the relative distortion is better than 0.03%, and the uniformity of the image surface illuminance is better than 50%. The actual test results show that the actual imaging resolution is better than 18.88 μm, which reaches the ultimate resolution of the sys-tem. The uniformity of illumination of image surface is 43.3%, which meets the development requirement of uniformity better than 40%. The research results show that the ultra-thin and ultra-short object-image dis-tance imaging system is reasonable and effective, which solves the problem of space size compression of the 12-inch wafer detection imaging system and reduces the development cost. It provides a reference for the de-velopment of the imaging system for detecting large objects in short distance.Key words: prism；object-image distance；symmetric hybrid optical system；image surface illumination uni-formity1 引 言自动光学检测（AOI）系统[1-6]是半导体检测设备的重要组成部分，可用于实现对涂胶显影后的12寸晶圆表面缺陷的全范围检测（Full Scale Scan）。
216望远镜BFOSC系统新CCD性能测试结果
216望远镜BFOSC系统新CCD性能测试结果2010年，216望远镜的BFOSC系统更换了新的CCD芯片。
该芯片为E2V的55-30背照式测试片，大小为1152×1274，比BFOSC上一个2048×2080芯片的规模小。
每个像素的大小是22×22微米，相当于0.447×0.447角秒。
CCD覆盖的天区大小是8.6×9.3角分，比过去的10.4×10.4角分要小，边缘地区没有覆盖到。
其中，新片子的最后30列为空读overscan列，以便在实际观测时，得到每一幅图像实时的偏执电压信息。
与上一个CCD芯片相比，该CCD的蓝端效率有下降，但红端效率有所提高（见表1）。
表在新CCD的最初调试阶段，其光谱的色散是沿着列的方向。
2010年8月以后，改为延行的方向，红端在左，蓝端在右。
新CCD的读出时间比之前的CCD快很多。
其中，快速读出从20秒提高到5秒，中速读出从53秒提到到8秒，慢速读出从87秒提高到28秒。
表2给出了新CCD不同读出速度和读出模式的增益、读出噪声和读出时间。
由于快速读出的增益大，满阱电荷小，所以计数在一万左右就会饱和。
我们建议，即使做高速测光，也尽量使用中速读出，避免使用快速读出。
图1是中速和慢速读出的CCD计数随曝光时间增加的变化，可以看出，即使到了六万仍然保持线性。
在这里，推荐使用增益为1的选项。
图1，在中速、慢速读出情况下CCD计数随曝光时间的变化图2，CCD的BIAS图像，可以看到其中的条纹结构新CCD的Bias结构比较稳定。
在仅开BFOSC的情况下，慢速读出增益选项为1，读出噪声为2.58个电子。
但在实际观测过程中，读出噪声会增大，并出现条纹结构（图2）。
我们做了一系列的实验来寻找条纹结构的成因和解决办法，发现一些因素，如滤光片、狭缝、光栅转盘的控制系统，以及使用直流电来供电等对解决干扰的影响不大，而控制系统的屏蔽与否会强烈影响读出噪声的大小。
CCD 探测器的相对探测效率标定
CCD 探测器的相对探测效率标定刘晓艳;傅云清;陈田祥;王娟;霍嘉;韩大炜;李炜;胡渭;李茂顺;陆波;张艺;杨彦佶;张子良;薛荣峰;刘苗;迟林祥;马克岩;陈勇;朱玥;常治;肖君;陆景彬;王于仨;崔苇苇;姚科【期刊名称】《核电子学与探测技术》【年(卷),期】2016(036)002【摘要】探测器的探测效率是表征探测器性能的一个重要参数，需对其进行标定。
本次试验使用复旦大学EBIT设备，以其配有的高纯锗探测器为标准，对低能X射线望远镜的CCD探测器进行探测效率的相对标定，得到在6．7、8．3、9．1、9．7、10．4、11．9和13．3 keV七个能量点CCD探测器相对于高纯锗探测器的探测效率。
其讨论使用的标定方法对今后的探测效率标定工作具有意义。
【总页数】6页(P144-149)【作者】刘晓艳;傅云清;陈田祥;王娟;霍嘉;韩大炜;李炜;胡渭;李茂顺;陆波;张艺;杨彦佶;张子良;薛荣峰;刘苗;迟林祥;马克岩;陈勇;朱玥;常治;肖君;陆景彬;王于仨;崔苇苇;姚科【作者单位】中国科学院高能物理研究所，北京，100049;教育部应用离子束重点实验室，上海200433; 上海EBIT实验室，现代物理研究所，上海200433;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049; 吉林大学，长春130023;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;吉林大学，长春130023;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;教育部应用离子束重点实验室，上海200433; 上海EBIT实验室，现代物理研究所，上海200433;吉林大学，长春130023;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;中国科学院高能物理研究所，北京，100049;教育部应用离子束重点实验室，上海200433; 上海EBIT实验室，现代物理研究所，上海200433【正文语种】中文【中图分类】TL816+.1【相关文献】1.溴化镧探测器效率的标定 [J], 刘剑韬;鲍杰;屈国普;聂阳波;蔡兴钢;阮锡超2.用于HPGe探测器效率标定的模拟气体刻度源的研制 [J], 王世联;李奇;樊元庆;刘蜀疆;常印忠;贾怀茂;陈占营;张新军;王军3.闪烁探测器中子相对光输出曲线标定技术 [J], 吴兴春;李如荣;彭太平;张建华;胡青元;唐登攀4.化学气相沉积金刚石X射线探测器相对标定 [J], 侯立飞;李志超;袁永腾;况龙钰;杨国洪;刘慎业5.硬X射线调制望远镜低能探测器量子效率标定 [J], 朱玥;李炜;韩大炜;霍嘉;胡渭;李茂顺;张艺;祝宇轩;刘苗;赵晓帆;陈勇;张子良;杨彦佶;薛荣峰;崔苇苇;陆波;王娟;陈田祥;王于仨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
超快光学诊断系统CCD相机探测性能评价与测试
超快光学诊断系统CCD相机探测性能评价与测试彭博栋;李阳;盛亮;张美;魏福利【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2014(41)2【摘要】为解决超快光学诊断系统（如条纹相机，像增强器选通型分幅相机等）中记录CCD相机的性能评价问题，分析得出记录CCD相机对探测下限和动态范围更加看重，提出了适用于超快光学诊断系统记录CCD相机光学性能评价的两个原则：1）将有物理意义的像素群作为性能比较的单元，这样能去除CCD相机像素大小和像素数目带来的差异；2）宜使用最小可探测光强和光学动态范围作为CCD 相机探测性能的衡量参数，这样能去除 CCD相机数字化灰度、输出噪声起伏等带来的差异。
在上述原则基础上，建立了不同种类 CCD 相机光学探测性能对比测试示例系统，对某型科学级CCD相机和某型EMCCD相机进行了对比测试。
测试结果表明，EMCCD相机比科学级CCD相机具有更低的最小可探测光强和更宽的动态范围。
上述CCD相机探测性能比较方法已经在Z箍缩超快光学诊断系统建立过程中得到成功应用。
%To establish a method of comparing record CCD camera’s perfor mance in ultrafast optic diagnostic systems (e.g. streak cameras, frame cameras based on gated micro channel plate intensifier, etc.), the CCD camera’s main performance parameters were compared and discussed. It is the analyzing result that CCD camera’s lower detectable limit and dynamic range both are the most important aspects of these systems. Two rules that can ensure one comparing different CCD cameras’ performance without installing them onto avirtual system were introduced. First, the pixel group associated with the minimal resolvable element of the system should be treated as a unit so that the CCD cameras with different pixel number and different pixel size can be compared fairly. Second, the minimal detectable optic power and the optic dynamic range are both chosen to be the appropriate parameters for evaluating the performance among CCD cameras with different digital levels and output fluctuations. A demonstration system for evaluating different CCD cameras offline was constituted where a scientific grade CCD camera and an EMCCD camera were tested. Compared with the scientific grade CCD camera, the EMCCD camera’s minimal detectable optic power is lower and its dynamic range is wider. The method was successfully applied in the constitution of the ultrafast optic diagnostic system for Z pinch.【总页数】8页(P19-26)【作者】彭博栋;李阳;盛亮;张美;魏福利【作者单位】西北核技术研究所，西安 710024;西北核技术研究所，西安 710024; 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安 710049;西北核技术研究所，西安 710024;西北核技术研究所，西安 710024;西北核技术研究所，西安710024【正文语种】中文【中图分类】TN206;TH74【相关文献】1.关于CCD相机成像性能评价的扎记 [J], 李大耀2.弹道相机面阵CCD焦平面的光学拼接 [J], 孟庆华3.复杂CCD航空相机光学系统快速消热差设计 [J], 钱义先;程晓薇;邵杰;洪雪婷;王辉4.石墨烯红外探测器将成为从红外到紫外的全光谱、超灵敏、超快室温探测器 [J], 高国龙5.基于LCTF的艇载多光谱CCD相机的光学系统设计 [J], 杨伟锋;洪津;乔延利因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
CCD摄象系统的测试图
CCD摄象系统的测试图
郝元福
【期刊名称】《光电子技术》
【年(卷),期】1989(9)4
【摘要】本文介绍两种新的电视测试图,可供电视工程技术人员检测、校准CCD 摄象系统的二维空间频率特性,尼奎斯特效应,滤波线路的缺陷以及光学系统的校准都是非常方便的.
【总页数】5页(P21-25)
【关键词】CCD;摄像系统;测试图
【作者】郝元福
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TN942.2
【相关文献】
1.双边缘CCD摄象多通道在线测宽系统研究 [J], 郑颖君;陈吉武
2.高速电视摄象系统的象质评价和动态计测精度 [J], 杨杰;植村恒义
3.自动引导车的双CCD摄象视觉系统 [J], 于枫;陈宏
4.利用CCD摄象系统研究真空电弧演变过程 [J], 赵子玉;武建文;邹积岩;何俊佳;张汉明
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
1.56m望远镜的FWHM和CCD照相机象素格值测定结果
1.56m望远镜的FWHM和CCD照相机象素格值测定结果钱伯辰;陶隽;等
【期刊名称】《中国科学院上海天文台年刊》
【年(卷),期】1996(000)017
【摘要】叙述了1.56m望远镜CCD照相机的象素格值测定结果和1.56m望远镜FWHM测定情况。
结果表明，1.56m望远镜的Series 200 CCD照相机
1pixel=0″.0002，而1.56m望远镜的FWHM值在1″.1－1″.9之间，在国际上是属于较好的一架望远镜。
【总页数】3页(P286-288)
【作者】钱伯辰;陶隽;等
【作者单位】中国科学院上海天文台，上海200030;中国科学院上海天文台，上海200030
【正文语种】中文
【中图分类】P111.2
【相关文献】
1.关于上海天文台1.56m望远镜#1 CCD照相机的稳定性 [J], 潘红鑑;姚保安
2.1.56m望远镜#1 CCD照相机增益和读出噪音的重新测定 [J], 潘红鑑
3.上海台1.56m望远镜新CCD照相机系统 [J], 陶隽;俞健;钱伯辰;邵松臣;梁兆刚;潘红鉴;曹凯;戴元龙
4.上海台1．56m望远镜新CCD照相机系统 [J], 陶隽;俞健;钱伯辰;邵松臣;梁兆
刚;潘红鉴;曹凯;戴元龙
5.1.56m望远镜CCD照相机系统的消光系数和转换系数测定 [J], 钱伯辰;陶隽;等因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
望远镜 实验报告
望远镜实验报告望远镜实验报告一、引言望远镜是一种用来观测远处物体的仪器，它能够扩大远处物体的形象，使我们能够更清晰地观察到它们的细节。
在这个实验中，我们将使用一台望远镜，通过不同的调节和观测，来了解望远镜的原理和使用方法。
二、实验材料和方法1. 实验材料：一台望远镜、一本天文学参考书籍、一张星图、一支笔和一张纸。
2. 实验方法：a. 调节望远镜的焦距：将望远镜对准远处的物体，通过调节目镜和物镜的距离，使物体的形象能够清晰地投射到眼睛上。
b. 观测远处物体：选择几个远处的物体，通过望远镜观察它们，并记录下它们的形状、颜色和细节。
c. 使用星图观测星星：在夜晚，将望远镜对准天空中的星星，利用星图来辨认和观测各个星座。
三、实验结果和讨论1. 调节望远镜的焦距在调节望远镜的焦距时，我们发现，当目镜和物镜的距离适当时，物体的形象会变得更加清晰。
这是因为当我们调节目镜和物镜的距离时，实际上是在改变望远镜的焦距，使得光线能够准确地聚焦在眼睛上，从而产生清晰的图像。
2. 观测远处物体通过望远镜观测远处的物体，我们发现它们的形状、颜色和细节都能够更加清楚地展现出来。
例如，我们观测到一棵远处的树，通过望远镜，我们能够看到树叶的纹理和颜色，以及树干的细节。
这进一步证实了望远镜的功能和作用。
3. 使用星图观测星星在夜晚，我们利用望远镜观测了天空中的星星。
通过星图的帮助，我们能够辨认和观测各个星座。
例如，我们发现了北斗七星和天狼星等著名星座，并能够清晰地看到它们的形状和位置。
这让我们更加深入地了解了星空的奥秘和美丽。
四、实验总结通过这次实验，我们深入了解了望远镜的原理和使用方法。
望远镜能够帮助我们观测远处物体，并让我们更加清晰地看到它们的细节。
通过调节望远镜的焦距，我们能够使图像更加清晰。
同时，望远镜也是观测星空的重要工具，通过使用星图，我们能够辨认和观测各个星座，进一步拓展了我们对宇宙的认知。
总之，望远镜作为一种重要的观测仪器，为我们带来了更广阔的视野和更深入的认识。
用CCD测量望远系统放大率
用CCD测量望远系统放大率
刘秉琦;沈学举
【期刊名称】《敏通科技》
【年(卷),期】1998(000)011
【摘要】本文介绍了用ＣＣＤ器件对望远系统放大率进行测量的方法，结果表明该方法是一种精度较高的测量望远系统放大率的方法。
【总页数】1页(P14)
【作者】刘秉琦;沈学举
【作者单位】军械工程学院光学教研室;军械工程学院光学教研室
【正文语种】中文
【中图分类】TH743
【相关文献】
1.巧用分划板测望远镜的放大率 [J], 高成贵;王添;何毅;郝进欣
D测望远系统放大率 [J], 刘秉琦;沈学举
3.自组望远镜放大率的测定 [J], 刘什敏
4.上海天文台30cm旋转CCD漂移扫描望远镜的天体测量精度分析 [J], 于涌;毛银盾;李岩;唐正宏
5.光杠杆镜面和望远镜光轴初始不垂直度对放大率的影响 [J], 常相辉;魏云;刘其军;贾欣燕;樊代和
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
216望远镜BFOSC系统新CCD性能测试结果
2010年，216望远镜的BFOSC系统更换了新的CCD芯片。
该芯片为E2V的55-30背照式测试片，大小为1152×1274，比BFOSC上一个2048×2080芯片的规模小。
每个像素的大小是22×22微米，相当于0.447×0.447角秒。
CCD覆盖的天区大小是8.6×9.3角分，比过去的10.4×10.4角分要小，边缘地区没有覆盖到。
其中，新片子的最后30列为空读overscan列，以便在实际观测时，得到每一幅图像实时的偏执电压信息。
与上一个CCD芯片相比，该CCD的蓝端效率有下降，但红端效率有所提高（见表1）。
表
在新CCD的最初调试阶段，其光谱的色散是沿着列的方向。
2010年8月以后，改为延行的方向，红端在左，蓝端在右。
新CCD的读出时间比之前的CCD快很多。
其中，快速读出从20秒提高到5秒，中速读出从53秒提到到8秒，慢速读出从87秒提高到28秒。
表2给出了新CCD不同读出速度和读出模式的增益、读出噪声和读出时间。
由于快速读出的增益大，满阱电荷小，所以计数在一万左右就会饱和。
我们建议，即使做高速测光，也尽量使用中速读出，避免使用快速读出。
图1是中速和慢速读出的CCD计数随曝光时间增加的变化，可以看出，即使到了六万仍然保持线性。
在这里，推荐使用增益为1的选项。
图1，在中速、慢速读出情况下CCD计数随曝光时间的变化
图2，CCD的BIAS图像，可以看到其中的条纹结构
新CCD的Bias结构比较稳定。
在仅开BFOSC的情况下，慢速读出增益选项为1，读出噪声为2.58个电子。
但在实际观测过程中，读出噪声会增大，并出现条纹结构（图2）。
我们做了一系列的实验来寻找条纹结构的成因和解决办法，
发现一些因素，如滤光片、狭缝、光栅转盘的控制系统，以及使用直流电来供电等对解决干扰的影响不大，而控制系统的屏蔽与否会强烈影响读出噪声的大小。
在改进了这一影响后，还以慢读出并增益选项为1为例，读出噪声可以在2.61个电子左右，条纹虽然不能完全抹除，但也有相当大的改善。
新CCD的暗流没有结构，在正常工作温度下，积分一个半小时，暗流不大于3个电子，图3是CCD的暗流图像，图中的白点是宇宙线，条纹为当时测试时的BIAS结构。
图3，CCD的暗流图像
在测试阶段，我们拍摄了B、V、R宽带滤光片和部分窄带滤光片的圆顶平场和晨昏天光平场，除了图像边缘地区，两种平常在大尺度结构上的差别普遍小于3%。
在测试阶段的几个月里，在新CCD拍摄的图像上共发现两处明显的坏列，一为304列，另一为345列的1005至1140行。
请在图像处理之前将其该去。
CCD上的坏点，可在改正宇宙线时该去。
由于在我们测试阶段，天气情况一直不理想，所以这里使用2010年7月6日周志民的观测数据来估算新系统在V波段的总效率。
我们得到的结果是15%，比之前CCD的效率低8%。
由于新、老CCD在V波段的量子效率相差不大，造成新CCD效率低的原因可能与当日空中依旧有云有关，或由于216望远镜近1年时间未洗镜子有关。
我们希望在未来有时间利用观测夜重新测量新系统测光及光谱的总效率。
图3，V波段20等星在V波段测光的信噪比随时间的变化（上）；G6光栅加1.8角秒狭缝拍摄的15（蓝色）、17.5（红色）、20（黑色）等星光谱在4500埃的信
噪比随时间的变化（下）。
假设使用新、老CCD的BFOSC系统的效率一样。
我们使用老CCD的观测数据（慢速读出增益选项为1）给出了V波段20等星在V波段测光的信噪比随时间的变化（上），和使用G6光栅加1.8角秒狭缝拍摄的光谱在4500埃的信噪比随时间的变化（下）。
在慢速读出情况下，由于新CCD的读出噪声只有老CCD 的三分之一左右；再加上新CCD的采样少，单个像元面积大（面积相当于过去像元的 2.15倍），所以读出噪声对观测的影响大大减少。
另外需要注意的是，
BFOSC光谱定标的拍摄依旧繁琐。
我们测试了使用普通棱栅来拍摄天体的长缝
光谱，其谱线在CCD上的位置在一个观测周期内没有变化。
所以，不使用阶梯光栅的情况下，波长定标的拍摄可以放在一个观测周期的之前或之后进行。