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湖南幸运赛车视频图: 微光CCD成像技术

2014-08-09|来自:梦溪|发布:微光CCD成像技术
普通CCD器件在微光下探测能力受到限制,不适合微光成像。随着光电成像技术的发展,出现以下几种微光CCD成像器件:ICCD,BCCD,EBCCD,EMCCD。
 
ICCD是把用于直视微光的像增强器与普通前照CCD相耦合而成,其性能主要由像增强器决定。由于ICCD成像过程要经历光电转换、电光转换和光电转换过程,图像质量下降,严重影响了探测能力。
在ICCD发展的同时,CCD在微光领域不断探索,相继出现了背照明CCD(BCCD)、电子轰击式CCD(EBCCD)和电子倍增式CCD(EMCCD)。
 
BCCD:由于CCD器件的前面板有复杂的电极结构,能够对入射后产生的电子进行吸收,从而降低了量子效率,通常这类CCD的量子效率都在50%以下。通过减薄方法去除CCD基片的大部分才材料,仅保留含有电路器件结构的硅薄层,使成像光子从CCD背面无需通过多晶硅门电极,即可进入CCD进行光电转换和电荷积累,其量子效率可达90%以上,克服了通常前照明CCD的性能限制。
 
EBCCD:在EBCCD中光阴极的材料和像增强器的阴极材料一样,不同的是用高压电场(2-10kV)代替了ICCD的微通道板、荧光屏以及输入输出窗等器件。经光阴极出来的光电子在高电压场下进行加速,然后入射到BCCD上,形成电子轰击半导体(EBs)。每产生一个电子空穴对约消耗3.64 eV的能量,因此EBCCD的增益可以达到1000倍以上。
 
梦溪EMCCD:EMCCD技术又称为“片上增益”技术,是一种全新的微弱光信号增强探测技术,由Andor应用在2001年发布的iXon系列高端超高灵敏相机上。它与普通CCD探测器的主要区别在于其读出(转移)寄存器后又接续有一串“增益寄存器”,使得信号电荷在这里得到增益。当增益寄存器的数目较多时,可实现增益达到1000倍以上。
 
在一般低光照条件下(10-1-10-5lx),ICCD、EBCCD、EMCCD都能对目标进行成像,这时对图像的质量要求较高,MTF函数成为衡量的主要标准,EBCCD对图像进行更有效的放大,这时探测效果比EMCCD好,而ICCD成像环节多,损失大,图像质量受到很大影响,比EBCCD和EMCCD逊色。当光照条件小于10-5lx,这时能够探测目标成为主要的目的,信噪比成为衡量器件性能的最重要的参数,受光电阴极探测能力的影响,ICCD和EBCCD的信噪比急剧下降,当光照度继续降低时,噪声将淹没信号;而此时梦溪的EMCCD优势将会更明显,在极低的照度下(10-8lx)信噪比还很高,能够在EBCCD探测不到的极低微光下成像。
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