CCD基本概念.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2008/01/19 Tony Guo * CCD的主要技术指标-分辨率 分辨率： 芯片的规格——像素的多少 像素的大小 芯片的种类： 全幅(Full frame) 幅转移(Frame transfer) 隔行(Interline) Full Frame Frame Transfer Interline Transfer 2008/01/19 Tony Guo * CCD的主要技术指标-读出速度/幅速 读出速度/幅速 表征单位时间内处理数据速度的快慢 提高读出速度的途径： 使用快速A/D 使用多端口A/D Binning Subregion 2X2 Binning **读出速度越快，读出噪声越高 2008/01/19 Tony Guo * CCD的主要技术指标-动态范围 动态范围： 表征同一幅图象中最强但未饱和点与最弱点强度的比值 Bit 12Bit=212=4096 16Bit=216=65536 dB 2008/01/19 Tony Guo * CCD的主要技术指标-非均匀性 非均匀性： 表征CCD芯片全部像素对同一波长、同一强度信号感测能力的不一致性。 2008/01/19 Tony Guo * CCD的主要技术指标-非线性度 非线性度： 表征CCD芯片对同一波长的输入信号，其输出信号强度与输入信号强度成比例变化的不一致性。 2008/01/19 Tony Guo * CCD的主要技术指标-灵敏度 灵敏度： CCD的灵敏度取决于：QE、?、?t等参数 2008/01/19 Tony Guo * CCD的主要技术指标-噪声 噪声： 读出噪声：与读出速度密切相关，速度越快，读出噪声越高 暗噪声/热噪声：与制冷温度密切相关，温度越低，暗噪声越小 系统总噪声： Noise = ( Ns2 + Nr2 + Nd2 ) 1/2 Ns2 = Signal [electrons]--Photon Shot Noise Nr = Read Noise [RMS electrons] Nd = Dark Charge [electrons] 2008/01/19 Tony Guo * CCD的主要制冷方式 制冷方式： 半导体制冷(Thermo-Electric cooling) -70C or deeper （风冷与水冷） 液氮制冷(Liquid Nitrogen cooling) -120C----1 e-/pixel/hr 制冷机制冷(CryoTiger cooling) -120C 2008/01/19 Tony Guo * UV QE vs. Temperature 2008/01/19 Tony Guo * CCD的主要技术指标-芯片的等级 CCD芯片的等级： 定义CCD芯片上缺陷像素的种类及数量 点缺陷(Point defects) 簇缺陷(Cluster defects) 列缺陷(Column defects) 2008/01/19 Tony Guo * CCD种类 按制造工艺分类： 前感光CCD (Front-illuminated CCD) 背感光CCD (Back-illuminated CCD) 深度搀杂CCD (Deep depletion CCD) 开放电极CCD (Open electrode CCD) ITO型CCD (ITO technology CCD) 集成微透镜 2008/01/19 Tony Guo * Front Illuminated Polysilicon Gates Absorb Light Incoming Light Potential Well Silicon Silicon Dioxide Polysilicon Gate Electrical Connection 2008/01/19 Tony Guo * E p i t a x i a l S i l i c o n B u l k S i l i c o n I n c o m i n g L i g h t S i l i c o n D i o x i d e Poly G a t e Pixel Architecture 2008/01/19 Tony