基于三代像增强器的高速图像采集方法

王占选，赵冬娥，刘 吉，于 爽，王 磊

（1.中北大学电子测试技术重点实验室，山西 太原 030051；2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051）

0 引言

在国防科技研究领域，爆炸、燃烧、穿甲、弹道、飞行姿态等研究都离不开高速摄影［1］。要想准确采集清晰、无拖尾的目标图像，高速相机的图像传感器需要在极短的时间内（通常在微秒级别）积累足够数量的光电荷完成曝光，而外界环境光照无法满足对光通量的要求，一直以来高速成像系统都是通过添加辅助照明光源进行图像的采集。由于对光源脉冲宽度和光强等参数的特殊要求，常规成像方法存在成本高、通过辅助照明获取的图像效果欠佳以及在户外使用不够方便等问题。为此，本文以9350EOS-3-PRO 三代像增强器和MC1362 高速相机为实验平台，提出了利用像增强器进行高速图像采集的方法。

1 图像增强原理及其输入输出特性

三代像增强器［2-4］是一种可以将微弱的光图像增强的光电器件，由高真空管内的光电阴极、微通道板（MCP）和荧光屏三部分组成，其工作原理如图1所示。由光敏材料制作的光电阴极在微弱光照射下产生光电效应逸出光电子，用于将外界输入的低能量辐射图像信息转变成与之对应的电子密度分布图像输出；微通道板是像增强的核心器件，用于将输入的电子数量成千上万倍的增加，由双MCP 组成的像增强核心单元由于强大的电子倍增能力容易产生饱和从而降低了增强器的动态范围；……