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CCD的信号是电荷，那么信号电荷是怎样产生呢?CCD的信号电荷产生有两种方式，即光信号注入和电信号注入。CCD用做固态图像传感器时，接收的是光信号，即光信号注入法。当光信号照射到CCD硅片表面时，在栅极附近的半导体内产生电子空穴对，其多数载流子(空穴)被排斥进入衬底，而少数载流子(电子)则被收集在势阱中，形成信号电荷，并存储起来。存储电荷的多少正比于照射的光强。所谓电信号注入就是CCD通过输入结构对信号电压或电流进行采样，将信号电压或电流转换为信号电荷。二、相关知识二、相关知识CCD输出端有浮置扩散输出端和浮置栅极输出端两种形式，如图所示。01CCD的输出端形式02电荷耦合器件用于固态图像传感器中，作为摄像或像敏的器件。CCD固态图像传感器由感光部分和移位寄存器组成。感光部分是指在同一半导体衬底上布设的若干光敏单元组成的阵列元件，光敏单元简称“像素”。固态图像传感器利用光敏单元的光电转换功能将投射到光敏单元上的光学图像转换成电信号“图像”，即将光强的空间分布转换为与光强成比例的、大小不等的电荷空间分布，然后利用移位寄存器的移位功能将电信号“图像”转送，经输出放大器输出。2．CCD的应用二、相关知识二、相关知识根据光敏元件排列形式的不同，CCD固态图像传感器可分为线型和面型两种。线型CCD图像传感器线型CCD图像传感器结构如图所示。线型CCD图像传感器结构二、相关知识根据光敏元件排列形式的不同，CCD固态图像传感器可分为线型和面型两种。线型CCD图像传感器线型CCD图像传感器结构如图所示。线型CCD图像传感器结构二、相关知识面型CCD图像传感器按一定的方式将一维线型光敏单元及移位寄存器排列成二维阵列，即可以构成面型CCD图像传感器。面型CCD图像传感器有三种基本类型：线转移、帧转移和隔离转移。面型CCD图像传感器结构二、相关知识红外辐射传感器红外辐射电磁波谱图12红外探测器的一般组成01红外探测器一般由光学系统、敏感元件、前置放大器和信号调制器组成，光学系统是红外探测器的重要组成部分。根据光学系统的结构分为反射式光学系统的红外探测器和透射式光学系统的红外探测器两种。022.红外探测器二、相关知识二、相关知识反射式红外探测器的结构示意图1—浸没透镜；2—敏感元件；3—前置放大器；4—聚乙烯薄膜；5—次反射镜；6—主反射镜二、相关知识透射式红外探测器的结构示意图1—光管；2—保护窗；3—光栅；4—透镜；5—浸没透镜；6—敏感元件；7—前置放大器热探测器是利用红外辐射的热效应，探测器的敏感元件吸收辐射能后引起温度升高，进而使有关物理参数发生相应变化，通过测量物理参数的变化，便可确定探测器所吸收的红外辐射。热探测器主要类型有热释电型、热敏电阻型、热电偶型和气体型。而热释电型探测器在热探测器中探测率最高，频率响应最宽，所以这种探测器备受重视，发展很快，这里主要介绍热释电型探测器。（2）热探测器二、相关知识光子探测器光子探测器是利用入射红外辐射的光子流与探测器材料中的电子相互作用，从而改变电子的能量状态，引起各种电学现象，称光子效应。通过测量材料电子性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。利用光子效应制成的红外探测器，统称光子探测器。光子探测器有内光电和外光电探测器两种，后者又分为光电导、光生伏特和光磁电探测器等三种。光子探测器的主要特点是灵敏度高，响应速度快，具有较高的响应频率，但探测波段较窄，一般需在低温下工作。二、相关知识二、相关知识(四)光纤式传感器1.概述光纤式传感器是20世纪70年代中期发展起来的一门新技术，它是伴随着光纤及光通信技术的发展而逐步形成的。光纤式传感器与传统的各类传感器相比有一系列优点，如不受电磁干扰、体积小、重量轻、可挠曲、灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、防爆性好，易与微机连接，便于遥测等。它能用于温度、压力、应变、位移、速度、加速度、磁、电、声和pH值等各种物理量的测量，具有极为广泛的应用前景。光纤式传感器可以分为两大类：一类是功能型(传感型)传感器；另一类是非功能型(传光型)传感器。功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件，被测量对光纤内传输的光进行调制，使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化，再通过对被调制过的信号进行解调，从而得出被测信号。非功能型传感器是利用其他敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为信息的传输介质。二、相关知识光纤传感器所用光纤有单模光纤和多模光纤。单模光纤的纤芯直径通常为2~12μm，很细的纤芯半径接近于光源波长的长度，仅能维持一种模式传播，一般相位调制型和偏振调制型的光纤传感器采用单模光纤；光强度调制型或传光型光纤传感器多采用多模光纤。为