应用-特种图 像传感器.ppt

第一节 特种 CCD图像传感器 将 CCD与其他器件组合在一起成为具有一些特殊功能的图像传感器件，统称为特种 CCD图像传感器。 特种 CCD图像传感器包括微光 CCD图像传感器、红外 CCD图像传感器、紫外 CCD图像 传感器和 X光 CCD图像传感器等。 第八章 CCD的 应用 1.微光 CCD图像传感器 像增强器与 CCD的耦合 现在，单独的 CCD器件的灵敏度虽然可以在低照度环境下工作，但要将 CCD单独 应用于微光电视系统还不可能。因此，可以将微光像增强器与 CCD进行耦合，让光子 在到达 CCD器件之前使光子先得到增益。 紫外数字照相机 由于紫外光的波长比可见光短，因而它又叫做“黑光”，因为它可以引起某些材料在黑 暗中发光。一般的数字照相机只能“看见”人们内眼所看见的可见光（有时称为“白光”）， 但许多物体（如星球、生化武器）所发出的紫外光是普通的数字照相机所不能看到的。 这项研究由美国陆军研究办公室和国防部高级研究项目管理局提供资金，这种照相机显 然在军事上很有用，但它也可以用于医学领域，如发现早期皮肤癌等。这种照相机的工作原 理与其它普通的数字照相机相类似，不同之处在于它使用 AlGaN化合物来作为感光物质，而 不是使用传统的硅作为感光物质。 2.紫外 CCD 紫外探测器 1) SiC紫外探测器 该产品是 SiC的光激励型紫外探测器。因为它只对波长 40nm以上的光选择 性吸收，所以不需要可见光、近红外光的保护滤光片，与硅探测器相比，其紫外光的吸收要 大两个数量级，并且不需要表面加工处理，可保持长期的稳定性。另外，灵敏度和暗电流在 使用温度条件内几乎不受温度变化的影响，可在 700K的高温下使用。 2) GaN基紫外探测器 由于 GaN材料在 365nm（紫外光）波段具有很尖的截止响应特性，因 而降低了对滤波器的要求，这使得 GaN基的光探测器具有能够在不受长波长辐射的影响下， 在紫外光波段监测太阳讯盲区（ Solar Blind）的特性。目前美国 APA光学公司已经在这种新型 器件是在蓝宝石衬底上采用 GaN肖特基二极管制作而成的。 GaN基紫外探测器的应用包括火 焰传感、臭氧监测、血液分析仪、水银灯消毒控制、激光探测器及其它要求具有太阳盲区特 性方面的应用。 紫外 CCD 一般紫外辐射的波长范围为 100nm 400nm。紫外（ UV）光子在硅中的吸收系数是很 高的。由于 CCD是 MOS结构器件， SiO2栅介质和多晶硅（ Poly-Si）栅对 UV光子均有较高 的吸收系数。因此， CCD用于 UV光子探测是非常困难的，因为 UV光子几乎不能到达硅衬 底。 为了避免 UV光子在 CCD表面多层结构中被吸收，目前采用的方法是： 在 CCD表面淀积一层对 UV光子敏感的磷光特质，并通过适当选择磷光物质，将紫外信息 转换成与 CCD光谱响应相对应的波长。这种磷光物质可以选择晕苯。当受波长小于 0.4m(400nm) 的紫外辐射激发时，晕苯发出荧光，其在可见光谱的绿光波段，峰值接 近 500nm。 CCD在覆盖晕苯前后的光谱响应如图 1所示； 3.红外 CCD 4.X光 CCD