1024×1024元帧转移纵向抗晕CCD图像传感器

帧转移电荷耦合器件(FTCCD)主要应用于可见光信号探测,其在强光应用场合容易出现光晕现象。针对该问题,研制了帧转移纵向抗晕CCD图像传感器,该器件阵列规模为1 024×1 024元,像素尺寸为12μm×12μm。为了实现纵向抗晕功能,采用了n型埋沟-鞍形p阱-n型衬底结构,纵向抗晕倍数为200倍,器件满阱电子数为大于等于200 ke^-,读出噪声小于等于80 e^-,动态范围大于等于2 000∶1。     

256×256高帧频可见光CCD的研制

采用三相全帧帧转移结构和常规的CCD工艺,设计并研制了一种高速摄像用256×256元高帧频可见光CCD成像器件.器件光敏元采用MOS结构,尺寸为10μm×10μm,4信号抽头输出,占空比100%.测试结果表明,器件工作波长为0.4～1.1 μm,光灵敏度为0.05 lx(峰值波长处,积分时间40 ms),帧速为500帧/秒,动态范围大于等于54 dB,响应非均匀性小于等于2%.     

512×512元PtSi肖特基势垒IR CCD图像传感器

研制了隔行扫描单片式内线转移结构512×512元PtSi肖特基势垒红外电荷耦合器件(CCD)。器件采用最小2μm设计规则,两层多晶硅结构。器件的像元尺寸为36μm(H)×34μm(V),填充系数为40％。器件工作在80K温度下。在阵列帧频为30帧每秒及镜头为 F/1条件下,器件噪声等效温差为0.15K。用1000K黑体测得其探测率D~*为1×10~(10)cm·Hz~(1/2)/W。对器件设计及性能测试结果进行了介绍。     

1 024元线列PtSi肖特基势垒红外CCD

介绍了我们研制的1 024元线列PtSi肖特基势垒红外电荷耦合器件(CCD).器件采用最小2微米设计规则,两层多晶硅结构.器件的像元尺寸为30 μm×30 μm.器件采用品字形排列,占空比为100%.1 024位探测器存储的电荷分两路CCD到同一个浮置扩散放大器上输出.器件在80 K温度下工作.在积分时间为4毫秒及镜头为F/1条件下,器件噪声等效温差为0.1 K.用1 000 K黑体测得探测率D·为9.8×109 cm·Hz1/2·W-1.器件响应不均匀性为4.8%.介绍器件设计及性能测试结果.     

4096×4096元全帧转移CCD的设计和研制

重点讨论了像元尺寸为11μm×11μm的4096×4096元可见光CCD全帧转移结构和技术性能参数的设计,采用CCD埋沟工艺和辐射加固技术,研制出了高性能4096X4096元可见光CCD。结果表明器件动态范围达到75dB,读出噪声电子数为30,暗电流产生率为2mV／s,响应非均匀性为2％,非线性为0．4％,且具有抗γ射线辐射能力。     

高分辨率数字摄像机

美国图像管理技术(IMT)公司提供一种DT4000型高分辨率数字摄像机,它能以每秒10帧的速率获取分辨率为1600×1200像元的图像。这种摄像机采用了像元尺寸为7.4μm的大规格CCD传感器,后者具有极高的灵敏度,尤其是在较短的波长处。摄像机具有彩色和单色两种配置。彩色配置可提供24bit或者30bit的全     

便携式多波段共孔径光学设计

设计了一款非制冷便携式可见光/红外双光系统,基于共孔径的方式,实现可见光、红外双波段同时观察的目的;可见光光路选用1280×1024的CCD,像元尺寸为3.45μm,视场角为60°,工作波段为486～656nm,光学传递函数值在空间频率50 lp/mm处达到0.3以上;红外光路选用640×512非制冷探测器,像元尺寸为17μm,视场角为60°,工作波段为8000～12000nm,光学传递函数值在空间频率30 lp/mm处达到0.3以上;整个光学系统尺寸约为160mm×100mm×50mm,满足高性能、高集成、小型化、重量轻,无视差等要求。实验证明,该系统在可见光和红外波段均具有良好成像效果,具有较强的市场竞争力。     

0.53 μm脉冲激光辐照可见光面阵CCD的实验研究

开展脉宽为10 ns、波长为0.53μm的脉冲激光辐照可见光面阵CCD的实验研究,测量了CCD从像元饱和、饱和串音到硬损伤的激光能量阈值。实验结果表明:像元饱和阈值为2.88~65.3μJ/cm2;饱和串音阈值为1.52×102~1.64×104μJ/cm2;CCD点损伤阈值为5.18×104μJ/cm2,点损伤原因是激光对CCD表面的热熔融作用。     

0.632μm激光辐照可见光CCD干扰机理研究

利用0. 632μm波长激光辐照可见光CCD成像传感器进行激光干扰实验。结果表明,随着激光能量密度的增强,在CCD输出图像中逐渐出现辐照光斑、竖直白线、全屏饱和等典型激光干扰现象。当像面上的激光功率密度达到9. 8×10^-7W/cm²时,CCD出现光饱和串音,达到2. 8 W/cm²时,进入全屏饱和状态。通过分析CCD的结构及材料,发现在光电效应中光生载流子在极短时间内从势阱中溢出,在势垒的阻挡下,沿着竖直方向溢出速度高于水平方向,从而出现竖直白线现象。研究结果丰富了激光对CCD成像器件干扰效应的理解,为激光辐照CCD器件的干扰机理提供了理论依据。     

基于THJ2K的JPEG2000图像压缩系统

介绍了由清华大学研发的JPEG2000编码芯片THJ2K的功能和工作原理,在正常工作频率下(100 MHz),该芯片每秒可完成20帧分辨率为512×512×8 bit图像的压缩,而基于THJ2K设计的JPEG2000图像压缩系统,每秒可完成11.75帧分辨率为1 024×1 024×8 bit图像的压缩.     

背照式CCD图像传感器减薄技术研究

提出了一种研磨减薄和化学腐蚀结合的方法,减薄CCD衬底。研磨减薄采用三氧化二铝的颗粒,减薄硅片至100 μm,化学腐蚀采用HF酸、硝酸、冰乙酸组成的混合溶液。实验表明,HF酸、硝酸、冰乙酸比例为2:1:11时,混合溶液对衬底与外延层的腐蚀速率比达到89:1。使用本技术减薄1 024×512可见光CCD,实现了背照式成像。     

高分辨率双视场光学系统设计

介绍了一种高分辨率红外双视场光学系统设计,该光学系统采用二次成像的光学结构形式和切换式的视场变倍方式,该系统工作波长为3~5μm,F数为2,变倍比为4倍,采用了像元尺寸15μm的制冷式640×512高分辨率红外探测器.设计结果表明,双视场模式下均可获得较好的光学性能,最后给出了系统的了冷反射和公差分析结果.     

CCD彩色滤光片的制备与集成技术研究

介绍了彩色CCD的器件结构和成像原理,采用彩色光刻胶光刻法实现了彩色滤光片的制备,并通过分析彩色滤光片缓冲层、滤光片厚度和固化工艺等对滤光片性能的影响,获得了彩色滤光片的片上集成技术,并将其集成在512×512帧转移CCD器件上,完成了性能评价与成像验证.测试结果表明:制备的彩色滤光片主线透过率大于80％,光谱串扰小于15％,色纯度大于75％,集成该滤光片的彩色CCD成像色彩空间与sRGB相当,能够满足大多数CCD相机彩色成像的要求.     

透明电极FT转移CCD摄像器件

已经制成摄像区第二层电极为透明电极的帧转移CCD摄像器件。器件的像素数为512(垂直)×340(水平),电极腐蚀图形良好。制作过程中存在的一个问题是铟一锡一氧化物透明薄膜(ITO)的腐蚀速率比SiO_2层低,采用新的CCD结构解决了这一问题。该器件在可见光波段的量子效率为0.5～0.75,特别是对兰光的灵敏度高于普通二层多晶硅电极CCD。     

128×128三电极中/长波双色量子阱红外探测器

量子阱红外探测器(QWIP)阵列具有重要的实用意义。国外的研究已经相当成熟,但是在国内,量子阱红外探测器阵列的研究水平还较低,尤其是对于双色量子阱红外探测器阵列的研究更是刚刚起步。文中使用GaAs/AlGaAs、InGaAs/AlGaAs应变量子阱和三端电极引出的器件结构研制出128×128中/长波双色量子阱红外探测器阵列。该结构实现了同像元同时引出双色信号。器件像元中心距为40μm,像元有效面积为36μm×36μm。探测器芯片与读出电路互连并完成微杜瓦封装。在65 K条件下测试,峰值波长为:中波5.37μm,长波8.63μm,器件的平均峰值探测率为:中波4.75×109cmHz1/2W-1,长波3.27×109cmHz1/2W-1。并进行了双波段的红外演示成像。     

仙童摄像机与仪表公司正式出售二种CCD产品

据《Electronic Destgn》1985年7月11日报导:仙童摄像机与仪表公司从今年8月份起正式出售两种产品CCD5000和CCD5001,这两种产品的长和直径均为1.5吋骷厦芊庾霸诠芸侵幸员隳芫茏「髦侄窳拥墓ひ涤τ没肪澈统惺茏∩阆窕低贰?CCD5000是一种非隔行扫描的器件,扫描格式为256线×256像元。帧速60Hz,数据速率6万万像元/秒。而CCD5001为隔行扫描器件,像元格式为488×380,帧速30Hz,数据速率为7.16百万像元/秒。     

InSb面阵探测器铟柱缺陷成因与特征研究

通过基于正性光刻胶的不同像元尺寸铟柱阵列及器件制备,研究In Sb面阵探测器铟柱缺陷成因与特征.分别研制了像元尺寸为50μm×50μm、30μm×30μm、15μm×15μm的面阵探测器的铟柱阵列,并制备出In Sb面阵探测器,利用高倍光学显微镜和焦平面测试系统对制备的芯片表面形貌、器件连通性及性能进行了检测与分析.研究结果表明:当像元尺寸为50μm×50μm时,芯片表面形貌和器件连通性测试结果较好;随着像元尺寸减小,芯片表面会出现铟柱相连或铟柱缺失缺陷,器件连通性测试结果与表面形貌相吻合.铟柱相连缺陷是由光刻剥离时残留铟渣引起的铟相连造成;铟柱缺失缺陷是由光刻时残留光刻胶底膜引起的铟柱缺失造成.器件相连缺陷元的响应电压与正常元基本相同,缺失缺陷元的响应电压基本为0,其周围最相邻探测单元响应电压相比正常元增加了约25%.器件缺陷元的研究结果,对通过优化探测器制作水平提升其性能具有重要参考意义.     

长线列CMOS图像传感器的性能优化设计

设计了一种基于电容反馈跨阻放大器(CTIA)的长线列CMOS图像传感器。为减小器件功耗和面积,采用基于单端四管共源共栅运算放大器。为提高信号读出速率,采用没有体效应的PMOS源跟随器,同时减小PMOS管的宽长比,有效减小了输出总线寄生电容的影响。在版图设计上,采用顶层金属走线,降低寄生电阻和电容,提高了长线列CMOS图像传感器的读出速率和输出线性范围。采用0.35μm 3.3V标准CMOS工艺对传感器进行流片,得到器件像元阵列为5×1 030,像元尺寸为20μm×20μm。测试结果表明:该传感器在积分时间为1ms、读出速率为4MHz的情况下工作稳定,其线性度达到98%,线性动态范围为76dB。     

联合变换相关器远红外变焦距光学系统设计

根据光学系统的技术指标要求,设计了一种长波红外变焦光学系统.该系统选取红外材料锗和AMTIR1,适用于长波8～12μm的系统成像,具有15倍大变倍比,CCD像素尺寸为45 μm×45μm.通过对红外变焦光学系统的优化设计,当截止频率为11 lp/mm时,各视场的MTF曲线值>0.6,各视场点列图均方根半径与艾里斑半径接...     

高帧速CCD摄像器件的设计

设计了光敏元尺寸１８μｍ×１８μｍ５１２（Ｈ）×５１２（Ｖ）光纤面板耦合ＣＣＤ高帧速摄像器件,帧速为５００帧／ｓ。详细讨论器件多相加压（ＭＰＰ）和常规工作模式的设计,给出了器件设计性能参数。该器件采用２μｍ,双层多晶硅和双层金属工艺制作。