光譜儀用CCD介紹（卓立漢光）
CCD，是英文Charge Coupled Device 即電荷耦合器件的縮寫，它是在MOS晶體管電荷存儲器的基礎上發展起來的，突出的特點是以電荷作為信號，而不是以電流或電壓作為信號的。
在P型或N型硅單晶的襯底上生長一層厚度約為120~150nm的SiO2層，然后按一定次序沉積m行n列個金屬電或多晶硅電作為柵，柵間隙約2.5μm，于是每個電與其下方的SiO2和半導體間構成了一個MOS結構，這種結構再加上輸入、輸出結構就構成了m×n位CCD（m＞1，n≥1）；當n=1時，CCD器件被稱為線陣CCD；當n＞1時,則為面陣CCD。
CCD按受光方式分為前感光和背感光兩種。前感光CCD由于正面布置著很多電，光經電反射和散射，不僅使得響應度大大減低（量子效率通常低于50%），也因為多次反射產品的干涉效應使光譜響應曲線出現馬鞍形的起伏；背感光CCD由于避免了上述問題，因而響應度大大提高，量子效率可達到80%以上。
CCD的重要性能參數：
一、量子效率：
量子效率是表征CCD芯片對不同波長的光信號的光電轉換本領的高低，是CCD的一個重要參數。
二、動態范圍：
一般定義動態范圍是滿阱容量與噪聲的比值。增大動態范圍的途徑是降低暗電流和噪聲，如采用制冷型CCD，或選擇量子效率更高、像素尺寸更大的CCD。
三、噪聲：（CCD的噪聲包含信號噪聲、讀出噪聲和熱噪聲）
1、信號噪聲是指信號的隨機噪聲。
2、讀出噪聲是電荷轉移時產生的噪聲，它發生在每次電荷轉移過程中，因此與讀取的速度有關，讀取速度越快，讀出噪聲也越高。
3、熱噪聲是溫度引起的噪聲，溫度越低，熱噪聲越小。
四、分辨率：
1、面陣CCD的分辨率一般是指空間分辨率，它主要取決于CCD芯片的象元數和像素大小。
2、當CCD與光譜儀配合使用來進行光譜攝制時，其光譜分辨率則與光譜儀的光學色散能力以及CCD芯片的像素大小都有關系。
五、線性度：
線性度是表征CCD芯片中的不同像元對同一波長的輸入信號，其輸出信號強度與輸入信號強度成比例變化的一致性。
六、讀出速度：（幀數）
讀出速度是用來表征單位時間內處理數據速度的快慢的參數。讀出速度越快，單位時間內獲得的信息越多；但同時要注意，讀出速度越快，讀出噪聲越高。
七、制冷方式：
CCD的制冷方式主要有半導體（TE）制冷和液氮制冷。
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更新時間：2024-03-06
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