應(yīng)用-特種圖像傳感器.ppt

第一節(jié) 特種 CCD圖像傳感器 將 CCD與其他器件組合在一起成為具有一些特殊功能 的圖像傳感器件，統(tǒng)稱為特種 CCD圖像傳感器。 特種 CCD圖像傳感器包括微光 CCD圖像傳感器、紅外 CCD圖像傳感器、紫外 CCD圖像傳感器和 X光 CCD圖像傳 感器等。 第八章 CCD的 應(yīng)用 1.微光 CCD圖像傳感器 像增強(qiáng)器與 CCD的耦合 現(xiàn)在，單獨(dú)的 CCD器件的靈敏度雖然可以在低照度環(huán)境下 工作，但要將 CCD單獨(dú)應(yīng)用于微光電視系統(tǒng)還不可能。因此， 可以將微光像增強(qiáng)器與 CCD進(jìn)行耦合，讓光子在到達(dá) CCD器件 之前使光子先得到增益。 紫外數(shù)字照相機(jī) 由于紫外光的波長比可見光短，因而它又叫做“黑光”，因?yàn)樗梢?引起某些材料在黑暗中發(fā)光。一般的數(shù)字照相機(jī)只能“看見”人們內(nèi)眼所 看見的可見光（有時(shí)稱為“白光”），但許多物體（如星球、生化武器） 所發(fā)出的紫外光是普通的數(shù)字照相機(jī)所不能看到的。 這項(xiàng)研究由美國陸軍研究辦公室和國防部高級(jí)研究項(xiàng)目管理局提供資 金，這種照相機(jī)顯然在軍事上很有用，但它也可以用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如發(fā)現(xiàn) 早期皮膚癌等。這種照相機(jī)的工作原理與其它普通的數(shù)字照相機(jī)相類似， 不同之處在于它使用 AlGaN化合物來作為感光物質(zhì)，而不是使用傳統(tǒng)的硅 作為感光物質(zhì)。 2.紫外 CCD 紫外探測(cè)器 1) SiC紫外探測(cè)器 該產(chǎn)品是 SiC的光激勵(lì)型紫外探測(cè)器。因?yàn)樗粚?duì)波長 40nm以上的光選擇性吸收，所以不需要可見光、近紅外光的保護(hù)濾光片， 與硅探測(cè)器相比，其紫外光的吸收要大兩個(gè)數(shù)量級(jí)，并且不需要表面加工 處理，可保持長期的穩(wěn)定性。另外，靈敏度和暗電流在使用溫度條件內(nèi)幾 乎不受溫度變化的影響，可在 700K的高溫下使用。 2) GaN基紫外探測(cè)器 由于 GaN材料在 365nm（紫外光）波段具有很尖的 截止響應(yīng)特性，因而降低了對(duì)濾波器的要求，這使得 GaN基的光探測(cè)器具 有能夠在不受長波長輻射的影響下，在紫外光波段監(jiān)測(cè)太陽訊盲區(qū)（ Solar Blind）的特性。目前美國 APA光學(xué)公司已經(jīng)在這種新型器件是在藍(lán)寶石襯 底上采用 GaN肖特基二極管制作而成的。 GaN基紫外探測(cè)器的應(yīng)用包括火 焰?zhèn)鞲?、臭氧監(jiān)測(cè)、血液分析儀、水銀燈消毒控制、激光探測(cè)器及其它要 求具有太陽盲區(qū)特性方面的應(yīng)用。 紫外 CCD 一般紫外輻射的波長范圍為 100nm 400nm。紫外（ UV）光子在硅 中的吸收系數(shù)是很高的。由于 CCD是 MOS結(jié)構(gòu)器件， SiO2柵介質(zhì)和多 晶硅（ Poly-Si）柵對(duì) UV光子均有較高的吸收系數(shù)。因此， CCD用于 UV 光子探測(cè)是非常困難的，因?yàn)?UV光子幾乎不能到達(dá)硅襯底。 為了避免 UV光子在 CCD表面多層結(jié)構(gòu)中被吸收，目前采用的方法是： 在 CCD表面淀積一層對(duì) UV光子敏感的磷光特質(zhì)，并通過適當(dāng)選擇磷光 物質(zhì)，將紫外信息轉(zhuǎn)換成與 CCD光譜響應(yīng)相對(duì)應(yīng)的波長。這種磷光物 質(zhì)可以選擇暈苯。當(dāng)受波長小于 0.4m(400nm)的紫外輻射激發(fā)時(shí)，暈 苯發(fā)出熒光，其在可見光譜的綠光波段，峰值接近 500nm。 CCD在覆 蓋暈苯前后的光譜響應(yīng)如圖 1所示； 3.紅外 CCD 4.X光 CCD