内耦合型EBCCD的技术研究

电子轰击电荷耦合器件(EBCCD)是一种微弱光信号成像器件,由于采用了内耦合的背照电荷耦合器件(CCD)结构,大大提高了该器件的探测灵敏度以及信噪比,使其探测的弱光下限能更低.采用国产面照CCD,成功研制出了具有背照功能的CCD以及能耐电子轰击的EBCCD.简单介绍了这种器件的工作原理、结构特点以及关键研究内容,并列出了实验分析及结果.     

微光摄像器件的发展趋势

主要概述微光摄像技术、真空微光摄像器件、像增强CCD(ICCD)、电子轰击CCD(EBCCD)以及微光摄像器件的发展趋势。     

CCD电荷转换因子通用测试方法研究

通过分析电荷耦合器件(CCD)图像传感器光电转换、电荷转移、电荷输出的工作原理,提出了一种通用高效的电荷转换因子(CVF)测试方法。该方法采用在CCD感光区域施加直流偏压,水平区施加连续转移的驱动时序的方式,使CCD光敏区以电荷溢出方式往水平区转移电荷,水平区以固定频率不间断转移输出电荷包,从而让CCD输出强度恒定的响应信号;然后通过复位漏电流与输出信号强度的对应关系计算出CCD器件的CVF值。根据该方法的原理设计了一种适应各种CCD器件的通用测试装置,并对多款CCD进行测试验证。结果表明,该方法有效提高了CCD电荷转换因子的测试效率、测试精度和稳定性。     

微光摄像器件的发展趋势

主要概述微光摄像技术、真空微光摄像器件、像增强CCD(ICCD)、电子轰击CCD(EBCCD)及微光摄像器件的发展现状。     

电荷耦合器件消拖影后非线性测定

随着电荷耦合器件（CCD）技术的迅速发展,CCD在光度检测中的应用越来越为人们所关注,如在CCD图像传感系统中,直接运用CCD列阵作为光电探测器件,测试光学系统及CCD成像系统的调制传递函数,其关键之一在于CCD光探测器的非线性。然而,CCD采集的图像都具有拖影。为了测量CCD芯片的非线性,提出一种定量测量CCD芯片响应非线性的实验方法,通过实验获得探测器输出信号与光照度数据,对图像进行消拖影;进而进行曲线拟合,得到了CCD芯片的响应非线性曲线。     

电视电影设备中的电荷耦合器件

电荷耦合器件(Charge Coupleddevice,简称CCD),发明于1970年,1971年即被用于光的传感器。1973年,运用512个象素的光电二极管阵的电视电影设备曾于伦敦首次展出,当时已经重显出接近广播质量的图象。1975年,1024个象素的CCD线阵传感     

凝视型探测器模型和输出电子数的算法

根据光电理论和探测器的工作原理，推导出了一种电荷耦合器件(CCD)摄像机面阵探测器调制传递函数，得到了一定入射条件下光敏元的输出电子数目。     

可搜索可调档CCD驱动芯片设计与实现

某电路为某图像搜索所用的CCD图像传感器(Sony ICX409AL)提供驱动和控制。该CCD是一种高性能的成像器件,其工作需要多路不同且有严格相位关系的时钟脉冲来驱动和控制,使CCD实现光信号积分、沿指定通道转移的并串变换和信号电荷的转换输出。本文就这种具有搜索、多档可调功能的CCD驱动电路设计与实现进行阐述。     

混合式光电探测器

混合式探测器(Hybrid Photodetector,HPD)作为一种新型的光电探测器件,是真空与半导体类结合型探测器件。HPD包括沉积在输入光窗表面的光电探测阴极、固态半导体阳极芯片和保持系统真空度的固态阳极。工作时,光信号通过沉积在输入光窗表面的光电阴极转化为光电子,经过高能电场加速后获得高能量轰击阳极半导体芯片表面,产生大量的电子空穴对,电子空穴对在半导体内部进行迁移,并通过自身的雪崩效应实现倍增,最终以电流信号输出。该探测器摒弃了传统的光电倍增管的微通道板(Micro Channel Plate,MCP)等倍增器件,克服了倍增单元信号易饱和的缺陷,增大了探测器的动态范围。HPD探测器综合了光电倍增管的高灵敏度和半导体芯片优异的空间和能量分辨率,具有探测面积大、探测灵敏度高、倍增效应强、动态范围宽等优点。在高能物理、医学成像和天体物理中有着重要的应用。此外,该探测器具有多种结构,分为近贴聚焦结构、交叉聚焦结构和漏斗聚焦结构,能够满足不同使用范围的探测需求;随着半导体阳极技术的发展,HPD阳极从单一芯片逐渐过渡到阵列式阳极结构,满足了大面积探测的需求。同时数字式读出和倍增信号技术的封装技术的发展,提高了HPD探测器的信号倍增和读出速度,改善了器件的集成化程度,有利于探测信号读出速率和信噪比的提升。近年来,其单光子计数和高动态响应等能力逐步被重视,将会在未来的光电探测领域发挥更为重要的作用。     

基于线阵CCD的尺寸测量装置数据采集系统设计

电荷耦合器件(CCD)作为一种新型的光电器件被广泛地应用于非接触测量物体尺寸。CCD通过必要的光学系统和适合的驱动电路完成光电转换,将物体在空间域分布的光学图像转换成一列按时间域分布的电脉冲信号。以线阵CCD图像传感器TCD1251UD为例,设计了视频信号预处理电路,并采用可编程逻辑器件FPGA实现积分时间和频率同时可调的CCD驱动程序,完成了对CCD输出信号的数据采集。实验结果证明时序脉冲能够驱动CCD完成光电转换功能,数据采集电路能够采集到需要的信号数据。     

CCD／CIS图像处理

电荷耦合器件(CCD)和接触式图像传感器(CIS)已经广泛应用于扫描仪和数码摄像机等日常成像系统中。图1是一个成像系统的基本原理框图,图像传感器(CCD、CMOS或CIS)被图像或图片曝光,情况类似于摄像机中的胶片。曝光之后,传感器的输出信号经过一些模拟信号处理,再由A/D转换电路(ADC)转变成数字信号。大多数实际图像处理过程是由快速数字信号处理器完成的,因此,能够对图像实现压缩或颜色增强/校正等数字处理。     

MOS器件的超短脉冲激光辐照效应

电荷耦合器件(CCD)的高敏感性使其易受到激光脉冲的干扰甚至损伤.在理论分析了影响MOS结构光生电荷量因素的基础上,数值仿真了MOS器件的光生电荷量以及响应电压和电流随激光脉宽和平均功率变化的关系;实验研究了CCD对不同参数激光脉冲的光电响应特性.数值仿真表明,MOS器件的光生电荷量以及峰值响应电压和电流随激光脉冲的平均功率和脉宽的增大而增大,并且响应电压和电流有拖尾现象.实验结果显示,脉冲越短,CCD的响应阈值越低.研究结论对超短脉冲激光在光电成像方面的应用具有一定的意义.     

热处理对背照式CMOS传感器信噪比影响的实验研究

基于真空光电阴极和背照式CMOS图像传感器研制了电子轰击CMOS(EBCMOS)混合型光电探测器。为了对BSI-CMOS图像传感器在EBCMOS混合型光电探测器领域的应用提供可靠性指导,对BSI-CMOS图像传感器进行了100℃～325℃的变温热处理实验,着重分析了热处理后的BSI-CMOS图像传感器的光响应输出信号值、固定模式噪声(fixedpatternnoise,FPN)、随机噪声及信噪比(signal-to-noise ration, SNR)随热处理温度的变化规律。实验结果表明:随着热处理温度的升高,样品器件的光响应输出信号值基本保持不变,当温度升高至325℃时,样品器件的固定模式噪声由32 e?升高至246 e?,随机噪声由51 e?升高至70 e?,信噪比由17.76 dB降低至4.81 dB,其中信噪比的降低主要归因于固定模式噪声的增大,热处理温度达到325℃会导致BSI-CMOS图像传感器信噪比明显降低。     

微光视频器件及其技术的进展

微光夜视技术作为当今拓展人眼夜间视觉感知的主要技术之一,在军事和民用领域都有广泛的应用。随着数字图像处理技术的发展,微光视频器件为通过图像处理进一步提升夜视图像质量,为与红外热成像的图像信息融合,为提高夜间对目标探测/识别和场景理解能力等方面提供了广泛空间,成为当前国内外夜视技术发展的重要方向之一。论文综述了微光视频器件发展,分析了电真空+固体微光视频成像器件(如像增强CCD/CMOS(ICCD/ICMOS)器件、电子轰击EBCCD/EBCMOS器件等)、全固体微光视频成像器件(如电子倍增CCD器件、超低照度CMOS器件等)的特点和发展趋势,并结合法国PHOTONIS公司的LYNX计划,对微光夜视技术的发展进行了分析和讨论。     

基于高速SOC单片机的面阵CCD驱动电路设计

电荷耦合器件（CCD）是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件。近年来,CCD器件在图像传感和非接触测量领域的发展迅速。CCD芯片的转换效率、信噪比等光电转换特性只有在合适的时序驱动下,才能达到器件工艺设计所规定的最优值,输出稳定可靠的视频信号。因此,产生严格的CCD驱动时序,是成功设计CCD测量系统的先决条件。     

像增强器的进展促进了光谱相机的发展

长期以来,致冷CCD相机在多路传输光谱探测领域有着广泛的应用.然而,用一台CCD相机进行时间选通实验,其速度显然很慢,即使采用快速机械快门,其时间选通也受限于几十ms.针对这一局限性,致冷相机的制造商们研制了一种增强型电荷耦合器件(ICCDs).增强型CCD探头田两个有源器件组成,即像增强管和CCD阵列.入射光子撞击像增强管的光电阴极导致电子发射,这些电子由几百V的选通电压加速到一块微通道板上,然后在该微道板上产生二次发射使电子倍增,在横穿微通道板时,被施加大约800V的电压.微通道板的窄通道在电子穿越时引导     

电荷耦合器件在电子束参数测量中的损伤问题

针对直线感应电子加速器(LIA)实验束参数测量技术应用过程中,电荷耦合器件(CCD)在纳秒激光辐照下工作的损伤效应方面进行研究。在分析CCD感光成像原理及其高能粒子测量应用的基础上,通过监测这种辐射下CCD输出信号的变化和实验后CCD的成像,对CCD中发生的软、硬损伤进行探讨,得到CCD能量损伤阈值的光子的响应特性和辐射损伤评估,保证了加速器束参数测量的可靠性。     

CMOS成像器用深红外光电二极管

基于半导体的成像器有许多种类型,其中包括CCD、光电二极管列阵、电荷注入器件以及混成焦平面列阵。CCD常被用于图像获取,特别是小尺寸成像     

CCD图像传感器输出节点电荷容量设计

从电荷耦合器件(CCD)的满阱电荷容量和片上放大器的工作电压范围两个方面对器件的节点电荷容量进行了设计,并推导出输出节点电荷容量设计的优化公式。从公式中可以看出,输出节点的电荷容量设计除了需要满足CCD信号电荷转移本身所需的容量值以外,还必须保证节点处的电压变化范围在输出放大器线性工作区域内,才能使信号电荷能够完整线性地被放大器输出,从而保证CCD器件整体的非线性和满阱容量性能。因此,输出节点电荷容量的设计除了需要考虑节点自身的电容外,还应综合考虑输出放大器相关MOS管的宽长比、阈值电压、工作电压等因素。     

电子倍增CCD微光传感器件性能及其应用分析

阐述了新型微光传感器件电子倍增CCD(EMCCD)的基本工作原理.分析了EMCCD与普通CCD、增强型CCD(ICCD)和电子轰击CCD(EBCCD)器件的优缺点,并对其微光探测能力和信噪比进行了比较.对比介绍当前国外EMCCD芯片及EMCCD摄像机类型,简述了EMCCD在军事、民用方面的应用前景.