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科学级制冷CCD相机的主要性能特点解析
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时间:2014-08-20 10:30:42

        随着CCD技术的不断进步,出现了高性能的科学级制冷CCD相机。它能够检测非常微弱的光信号和在微光条件下成像,在天文学、航空航天、生物和医学研究等许多领域获得广泛的应用。从CCD芯片到CCD驱动电路的设计,科学级CCD相机都与普通视频相机具有很大区别。科学级CCD芯片要经过严格的检测过程,每一个芯片都根据测量结果进行分级。下面针对科学级CCD相机的几个重要参数进行分析。

        1.动态范围

        动态范围是CCD 相机中一个重要的参数,不仅可以决定最小可分辨光, 而且还是选择合适相机的关键参考因素。而一般科学级CCD 相机都具有比较宽的动态范围,可达到12bit~16bit。

        2.噪声特性

        CCD 相机的噪声是限制相机灵敏度和分辨率的主要因素。一个优质设计的CCD相机其噪声知识普通相机的百分之一到千分之一。如果再设计极低噪声模拟信号处理电路考虑对CCD芯片采用制冷方法降低热噪声,那么相应的就降低了读取噪声,有效地提升了CCD的工作效率。

        3.空间分辨率

        高性能的CCD 相机具有各种不同的分辨率以及尺寸, 目前已出现4K×4K 的高品质科学级CCD 相机,而且还具有不同的帧转移和隔行等格式,以此来满足不同应用的不同需要。

        4.线性度特性

        线性度指的是CCD 相机产生的电信号与入射光强之间的线性关系,在很多科学研究领域里,线性响应度是重要参数之一。高性能的科学级CCD 相机的线性响应度在整个动态范围内要小于0. 1%,但是同时要保证像素之间具有好的响应均匀性。

        5.量子效率特性

        量子效率也是影响CCD科学级相机灵敏度的一个重要参数。是指入射光信号转换为电子信号的效率。因为CCD相机没有内部增益,所以理论上量子效率最大值是100%,实际上这个是不可能达到的。据了解,目前科学级CCD 相机中较高的量子效率在80%左右,相当于普通相机的3 倍。

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