偏振-微光一体化EMCCD相机的设计与开发

多维度的信息获取是微光夜视探测技术未来的发展方向，偏振成像是光电探测领域中的一种维度，偏振相机的研制是研究偏振成像技术的前提。基于集成偏振阵列结构的电子倍增CCD(electron multiplying CCD, EMCCD)器件，集合EMCCD微光探测的优势和偏振维度的探测功能，论述了偏振-微光一体化相机的硬件电路设计和开发方案，完成偏振维度信息与光强度信息一机同步采集作业，并通过FPGA对原始数据进行偏振运算与图像传输处理。搭建测试系统，对设计与开发的偏振样机进行性能测试。实验结果表明，在温度273 K、读出频率2 MHz条件下，器件的读出噪声为8.81e-，动态范围约为74 dB，样机的消光比可达50.95，透过率可达60.16%，并可实时地选择性输出偏振度图像、偏振角图像、光强度与偏振融合图像，极大地提高了夜间环境下对目标的识别探测能力。