可調單色光源的應用 — 均勻光源

技術介紹：

目前市場上有多種燈源，這些燈源只一般提供復色光，不能根據用戶的實際應用提供單一或是較短波段范圍的光，因此可調光源也就孕育而生。光源經過不同特點的分光器件（一般為單色儀），輸出或是高分辨高窄線寬光，或是高能量的復色光，從而可以在不同的應用場景中使用。

產品應用：

均勻光源是可調光源一個重要分支，一般可用于探測器如（CCD，CMOS）的響應均勻性測試等光電領域測試。

CCD像素非均勻性測試：

CCD芯片是由多個像素組成。在CCD制造過程中，因為硅基材料本身質量，以及生產工藝等因素，即使在同一個采集參數下（曝光時間，讀出速率等），各像素的暗電流，量子效率還是會有細微的差別。在一些大面陣相機使用的場景，如天文觀測，需要在CCD相機使用前對感光芯片的各像元的響應非均勻性做統一的測試。

 均勻光源是該測試中的重要環節，光源的均勻性和穩定性都會影響到測試的準確性。

圖1：CCD芯片非均勻性測量流程圖，內含TLS（可調光源）和積分球

如上圖所示燈源經光譜儀分光后由積分球輸出成為均勻光源，然后照射待測CCD相機進行測試。根據測試響應波段的要求，一般燈源可以選用鹵素燈作為光源，用光功率計放置于積分球出口，測量光源在不同電流時的能量輸出。經過長時間開啟后，（一般30分鐘以上），再次測量輸出能量數值。經過對比，得到一個電流*佳值使得燈源在長時間工作后仍可保持1%以內的穩定性。

光源均勻性測試可以用光功率計在XY電移臺上以一定間隔（如1cm），在CCD測試位置獲得光源照射到CCD面上的不同位置的照射強度均勻程度。

在光源的強度穩定性和均勻性符合測試指標后，接下來可以進行CCD非均勻性測試。分別在擋光和不擋光狀態下獲得相機在同一AD等參數的情況下圖像數據。然后在逐一針對不同曝光時間分析像素點的數值輸出。*后得到對CCD芯片的響應均勻性測試，并重新建構測試芯片的暗電流和光電流的分布情況。

圖2：卓立漢光推出的基于可調光源的均勻光源系統

卓立漢光經過多年的研發，針對不同的光源需求，推出基于不同光源和單色儀的可調光源系統（TLS系列光源）

圖3：不同燈源組合

燈源加320mm焦距譜儀組合TLS光源

燈源加200mm焦距譜儀組合TLS光源

引用文獻：

1， Liang Shaolin, Wang Yongmei, Mao Jinghua, Jia Nan, Shi Entao,Infrared and Laser Engineering, 0417004, 48（2019）

2， EMVA Standard 1288,Standard for Characterization of Image Sensors and Cameras，2021

Wang Shushu, Ping Yiding, Men Jinrui, Zhang Chen, Zhao Changyin，Proc. SPIE 11525, SPIE Future Sensing Technologies, 115252I (2020)