Е.В. ПЕТРОВА, Н.А. КОМАРОВА Научный руководитель – А.В. УЛАНОВА, к.т.н., доцент

Е.В. ПЕТРОВА, Н.А. КОМАРОВА
Научный руководитель – А.В. УЛАНОВА, к.т.н., доцент
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
МЕТОДЫ ЗАДАНИЯ РАВНОМЕРНОЙ ЗАСВЕТКИ
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ МАТРИЦЫ
В работе рассмотрены два метода получения равномерного светового потока:
использование интегрирующей сферы и использование сочетания массива светодиодов и матированного стекла. Приведены преимущества и недостатки каждого
из вариантов. Для апробации метода с матированным стеклом был собран макет
для равномерной засветки фоточувствительной матрицы. Получена гистограмма
распределения яркости всех пикселей фотоприемника.
Одним из основных параметров фоточувствительной матрицы является среднее квадратичное отклонение (СКО) неравномерности сигнала разброс сигнала пикселей относительно среднего по кадру значения. Для
измерения данного параметра в ходе исследований фотоприемников на
радиационную стойкость необходимо иметь источник задания равномерной засветки.
На рисунке 1 приведены диаграммы
направленности стандартных источников и
источников равномерной засветки. Диаграмма направленности отражает телесный
угол распределения освещения и снижение
интенсивности с расстоянием. Для источников равномерной засветки характерна полуРис.1: Диаграммы направширокая диаграмма. Для анализа были выленности для стандартного
браны два метода задания равномерной заисточника (1) и для источсветки: использование интегрирующей сфеника равномерной засветры и сочетание светодиодов и матированноки(2)»
го стекла.
Интегрирующая сфера представляет собой полый шар, покрытый изнутри раствором с повышенным показателем отражения. Сфера имеет два
отверстия: входное, для ввода неоднородного пучка света источника, и
выходное, для выхода многократно переотражённого рассеянного света.
Основными недостатками использования данного метода являются
высокая стоимость, а также затруднения с транспортировкой и установкой при радиационном эксперименте.
Плюсом интегрирующей сферы является
наличие расширенных возможностей для фотометрических измерений за счет встроенных
калиброванных фотодиодов, а также высокая
степень равномерности света.
Другим вариантом задания равномерной засветки является использование стекол со специально созданной матовой (шероховатой и
непрозрачной) поверхностью. Данный метод
Рис.2 Макет
является простым в реализации и удобным для
создания равномерной
измерения параметров на необходимых расзасветки матрицы
стояниях от источника излучения.
(1-массив светодиодов,
В условиях радиационного эксперимента
2- матированное стекло,
удобнее использовать второй метод в виду
3- рассеянный свет,
4- фоточувствительная
большей мобильности, т.к. интегрирующая
матрица)
сфера подходит для фиксированного на рабочем месте стенда.
Для фиксации светодиодов и матиФормат
рованного стекла на определенном
CR2
JPEG
расстоянии был собран фиксирующий
Гистограмма яркости пикселей
каркас (рис. 2). Полученное с фоточувствительной матрицы изображение
было обработано в программных средах Adobe Photoshop и LabView в форматах CR2 и JPEG соответственно
(табл.1).
В результате работы был апробирован метод задания равномерной засветки с помощью сочетания массива
СКО, ед.АЦП
светодиодов и матированного стекла.
2,37
1,86
СКО неравномерности для данного
СКО,%
решения составило 2,1 %. Также
2,1
1,6
сравнивая полученные гистограммы
Таблица 1 - Результаты обработки
можно сделать вывод о необходимости
изображения
анализа изображения в исходном формате.
Список литературы
1.
Иофис Е.А. Фото,Кино,Техника // Советская Энциклопедия, 1981.