近日,光学高等研究中心、激光与红外系统教育部重点实验室红外感知技术及应用团队,系统研究了InGaAs 短波红外相机转换增益的测试方法与误差来源,研究成果以“Comprehensive Analysis of Conversion Gain in InGaAs Short-Wave Infrared Camera Based on Photon Transfer Theory”为题,发表于国际学术期刊IEEE Transactionson Instrumentationand Measurement。博士研究生杨烁霖为论文第一作者,通讯作者为费宬助理研究员和范书振副教授,山东大学激光与红外系统教育部重点实验室为第一通讯单位。
InGaAs短波红外相机因其在室温条件下具备高量子效率和宽光谱响应范围,在工业检测、夜视成像及天文观测等领域具有重要应用价值。其中,相机转换增益作为连接电子数与数字信号的关键参数,其准确测量对相机性能评估至关重要。
研究团队基于光子转移理论,对国际通行的 EMVA 1288 标准和 Teledyne Photometrics 相机测试协议进行了系统分析。通过理论推导与实验验证,揭示了单一测试方法在非理想条件,尤其是高读出噪声情况下存在的局限性。针对该问题,本研究提出了一种基于光子转移理论的综合分析方法,通过噪声光子转移曲线、均值-方差曲线及转换增益曲线的联合分析,实现了不同测试方法结果的相互验证。实验结果表明,该方法能够在复杂条件下准确确定相机的真实转换增益,较传统方法具有更高的可靠性和适用性。
该研究不仅为短波红外相机的性能评估和电路设计优化提供了重要参考,也有助于推动短波红外成像技术在工业检测、科学研究等领域的进一步应用。

该项研究得到国家自然科学基金、山东省重点研发计划、山东省自然科学基金等项目的支持。
论文doi:10.1109/TIM.2026.3654742