高灵敏度EMCCD导航相机的设计

作者：何家维; 何昕; 魏仲慧; 穆治亚; 李方彪

来源：光学精密工程, 2018, 26(12): 3019-3027.

• 深空探测
• 导航相机
• 电子倍增电荷耦合器件
• 高动态
• 小天体

导航相机是深空探测领域中关键的导航敏感部件,本文通过提高导航相机的灵敏度来提高导航相机的综合性能,特别是提高时间分辨率,解决高动态条件下的目标探测问题。首先,根据导航相机的工作模式和EMCCD的性能特点,分析了影响导航相机成像质量的多个因素,建立了目标信噪比理论分析模型;然后,在理论计算基础上,重点研究EMCCD导航相机的样机设计技术,说明了EMCCD高频高幅驱动、模拟前端设计、TEC真空制冷、时序控制与数据处理等关键技术的实现方法;最后,介绍了相关实验工作,并分析实验数据。实验结果表明:样机最大目标信噪比在倍增增益M=10时达到68.6dB,在口径13mm条件下,可在积分时间1ms内实现对月球成像。基本满足深空探测导航相机高动态条件下短积分时间成像的要求。

• 单位
  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所; 中国科学院大学