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《2011西部光子学学术会议论文摘要集》2011年
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CCD芯片量子效率的测量装置及其测量方法

王杨  邵晓鹏  许宏涛  
【摘要】:CCD芯片的量子效率定义为在某一特定波长的光照下,在一定曝光时间内,单个像素光敏面的吸收与累积的平均电荷数与辐射的平均光子数的比值。它表示CCD芯片在曝光时间内将到达像素光敏面的光子转换为电子的百分比,与器件的几何结构、材料等有关,是衡量CCD芯片性能的最主要因素之一。因此,本文设计了一套CCD芯片量子效率的测量装置,并且阐述了其测量方法。该测量装置主要包括:可调单色光源部分、积分球-暗室部分、杜瓦瓶温控室部分、主控电路部分和主控计算机部分等。其中,可调单色光源由光谱范围为200nm-2500nm、功率为500瓦的氙灯和双光栅单色仪组成,其输出单色波长连续可调,分辨率为10nm;积分球采用20英寸的漫反射球体,入口和出口直径分别是2英寸和4英寸,内部涂层为Spectralon,输出光的均匀性大于97%,暗室采用木质结构,长度为80cm,内部涂有黑色涂层,具有良好的不透光性;杜瓦瓶温控室中包括有待测CCD、标准探测器和PID温控仪,为整个系统提供稳定的工作环境温度,其中待测CCD和标准探测器并排放置,保证测量条件稳定和相同。测量时,首先将待测CCD芯片和标准探测器置于杜瓦瓶温控室中,设置好系统的工作温度后,主控计算机通过串口驱动调节可调单色光源,输出带宽为10nm的单色光,经过积分球和暗室后变为均匀光后,同时照射在待测CCD和标准探测器上,主控电路驱动CCD芯片工作并将采集到的图像信息通过USB接口上传给主控计算机,主控计算机根据获取的图像信息计算出图像的平均灰度值和灰度值的方差;同理,在黑暗条件,即无光照射的条件下,主控计算机再次获取图像信息。最后主控计算机由两组图像信息经过数学运算处理,计算得到待测CCD芯片的量子效率。经过反复论证,本文阐述的测量装置和方法具有通用性强、高精度、高稳定度等优点。
【作者单位】:电子科技大学技术物理学院
【分类号】:TN386.5

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