CCD性能参数
CCD的性能参数涉及到多个关键方面,包括:
1. 光谱灵敏度:CCD的灵敏度受量子效率、波长和积分时间的影响。量子效率决定其对不同波长光信号的转换能力,背照CCD由于没有反射和吸收损失,其量子效率较高,光谱响应曲线平滑;而正照CCD则可能在光谱曲线上出现峰谷。
2. 暗电流与噪声:暗电流源于内部热载流子,长时间曝光可能导致势阱被填满,产生星空状噪声。死像素和过渡曝光可能导致图像模糊。通过记录后处理,可以消除大部分暗电流噪声。
3. 转移效率和损失率:电荷包转移过程中,要求极高的效率,否则信号在读出过程中会大量丢失。"胖零"技术可减少转移损失。
4. 时钟频率:下限由非平衡载流子寿命决定,上限受限于电荷转移的损失率。时间足够是转移的关键。
5. 动态范围:衡量图像中最强与最弱信号强度的比例,通常用DN表示。
6. 非均匀性与非线性度:CCD的响应一致性是衡量其性能的重要指标,非均匀性表征不同像素的响应差异,非线性度则指输出信号与输入信号强度的比例变化的不一致性。
7. 时间常数:反映探测器的响应速度和调制辐射能力,与自由载流子寿命相关。
8. 像素缺陷:CCD芯片可能存在像素、簇、列或行缺陷,如像素响应偏差30%以上,或特定区域内缺陷超过阈值,均为问题像素。