640x512制冷探测器积分时间与SNR分析
制冷探测器积分时间与SNR分析
刘宁，陈钱。顾国华，隋修宝
(南京理工大学光电工程国防重点实验室，江苏南京210094)
摘要：对国产640x512中波凝视型制冷焦平面探测器的积分时间与信噪比(SNR)之间的关系进行了研究，以积分时间与探测器输出信号和噪声关系的原理为基础。分别对探测器正常工作时的输出信号情况以及输出噪声情况做了仔细的分析。文中分析了随着积分时间的增加，实际测器输出信号和噪声信号各自的增长关系，并通过大量的数据和图表印证了这种关系的正确性，并最终得出了积分时间对探测器信噪比的影响程度，给出了最佳工作积分时间。
关键词：制冷探测器; 积分时间; 信噪比
中图分类号：TN216 文献标志码：A 文章编号：1007-2276(2012)01-0043-06
Analysis on the integration time and SNR of
640×512 cooled IR detector’
Liu Ning，Chen Qian，Gu Guohua，Sui Xiubao
(National Defense Key Laboratory of Optoelectronic Engineering，Nanjmg University of Science and
Technology Nanjing.210094.China)Abstract：SNR is a crucial parameter of the detector.In this paper，it was mainly concenffated on theanalysis on the relationship between the integration time and the SNR of the domestic 640x512 MWIRcooled detector.Based on the theory of the fact that the integration time is corresponding to the signaland the noise，a lot of work was done which focused on these two aspects in the separate way when thedetector was working under the normal condition.A large number of experimental data was analyzedwhich demonstrated the increasing relationship between the detector’S output signal and the noise signalwhile the integration time was changed.The experimental and the theoretical analyzed results bothconcluded the impact of the integration time to the SNR.Finally，the most optimal integration time WaSsubmitted.
Key words：cooled detector; integration time; SNR
O引言
信噪比(SNR)是评价探测器性能的一项重要指标，对于直接注入式的制冷型探测器，焦平面本身就是主要的噪声源。焦平面由探测器象元阵列和读出电路组成，象元阵列将光辐射通量转化为光电流，进而经过读出电路的积分放大后被输出，这种输出电流就是最主要的信号源和噪声源¨1。一些已知的方法可以用来提高SNR值：带宽限制，增大光学系统孔径，加长积分时间和使用噪声更低以及对光辐射更加敏感的探测器12l。
文中以与国内某著名研究所合作国产640x512凝视型中波制冷热像仪整机项目为基础，分析了探测器原始输出响应以及总噪声与有效积分时间的关系，并在带宽、光学系统孔径和探测器对光辐射的敏感程度都固定的情况下，通过调整积分时间来对探测器原始输出信号的SNR进行分析，并通过实验数据的结果得出使用该国产探测器的最佳积分时间。
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