增強(qiáng)型光學(xué)多道分析儀

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1、CCD共有三種電荷轉(zhuǎn)移方式，分別為幀轉(zhuǎn)移（FT）方式、行間轉(zhuǎn)移（IT）方式和幀行間轉(zhuǎn)移（FIT）方式。1）幀轉(zhuǎn)移（FT）方式以FT方式工作的CCD是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單、也是最容易制造的一種CCD。FTCCD早年被認(rèn)為是一種非常不錯(cuò)的CCD結(jié)構(gòu)，盡管其尺寸是其感光區(qū)域的兩倍，但它的性能較光電攝像管而言有了多方面的改進(jìn)。上面的矩陣用于接收光學(xué)影像，所以它是大量電荷集中的地方。這個(gè)矩陣中的像素被設(shè)計(jì)成為垂直轉(zhuǎn)移方式。在垂直消隱期，所有的影像電荷被盡可能快地向下轉(zhuǎn)移到下面的矩陣中去，而下面的矩陣被遮光物質(zhì)遮蓋。這個(gè)電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程清除了影像矩陣中的所有電荷，從而使一個(gè)新的電荷集中過(guò)程重新開(kāi)始。在下一個(gè)

2、垂直掃描過(guò)程的水平消隱期間，下面不感光的矩陣?yán)^續(xù)將一個(gè)水平線上的電荷向下轉(zhuǎn)移直到最下端的讀出寄存器。在水平掃描過(guò)程中，讀出寄存器將代表不同像素的電荷按時(shí)鐘順序水平傳輸?shù)揭粋€(gè)輸出門(mén)。在此，電荷被轉(zhuǎn)換成為視頻信號(hào)。值得一提的是，由于光學(xué)鏡頭所成的像是上下顛倒、左右相反的實(shí)像，故在感光矩陣的右下角的像素，實(shí)際上與景物中的左上角物體對(duì)應(yīng)。所以在垂直消隱結(jié)束后，首先被讀出的是右下角的像素所生成的電荷。另外，在像素上的電荷積累是與光照射在矩陣上的時(shí)間相關(guān)的，即使是在垂直消隱期間的垂直傳輸過(guò)程中，像素上小部分的電荷積累也會(huì)發(fā)生，于是就產(chǎn)生了垂直拖尾現(xiàn)象。垂直消隱期大約相當(dāng)于整個(gè)電荷積累過(guò)程的6%的

3、時(shí)間，但由高光所產(chǎn)生的拖尾要大于6%，它表現(xiàn)為一條通過(guò)高光點(diǎn)的上下的垂直線，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為傳輸拖尾，這對(duì)于FT模式的CCD來(lái)說(shuō)是一個(gè)較嚴(yán)重的問(wèn)題。徹底防止傳輸拖尾的唯一途徑，是在垂直傳輸期間將光線當(dāng)住。這可由攝像機(jī)上的機(jī)械快門(mén)來(lái)完成，在早期使用FT模式CCD的攝像機(jī)上的確有這種裝置。然而，機(jī)械裝置對(duì)于全電子化的攝像機(jī)來(lái)說(shuō)畢竟不太般配。而且，CCD在其他構(gòu)造上的發(fā)展已經(jīng)可以用來(lái)防止傳輸拖尾的產(chǎn)生了。2）行間轉(zhuǎn)移（IT）方式將感光矩陣和存儲(chǔ)矩陣交叉成為一個(gè)單一的矩陣，這樣的CCD結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為行間轉(zhuǎn)移模式IT。在這種結(jié)構(gòu)中，每個(gè)像素包含兩個(gè)并列的CCD細(xì)胞，其中的一個(gè)細(xì)胞用來(lái)感光，而另一個(gè)被

4、遮擋的細(xì)胞則用來(lái)組成垂直移位寄存器。在垂直消隱期間，每個(gè)像素的感光細(xì)胞所產(chǎn)生的電荷被水平轉(zhuǎn)移到相鄰的垂直移位寄存器細(xì)胞中去，而后，垂直移位寄存器按時(shí)鐘順序?qū)⑦@些電荷轉(zhuǎn)移到最下端的水平讀出寄存器中，并最終通過(guò)輸出門(mén)輸出而產(chǎn)生視頻信號(hào)。由于遮光的垂直移位寄存器是處于成像區(qū)的內(nèi)部，這使得落到CCD上的光能量會(huì)有一半損失掉，從而引起了50%或更大的感光度損失。由于CCD在感光方面的高效能性，這一點(diǎn)到顯得不那么嚴(yán)重。另外，這種感光部分在間隔上的加大反而改善了CCD在MTF值上的表現(xiàn)。電荷由感光細(xì)胞到垂直移位寄存細(xì)胞的轉(zhuǎn)移是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的過(guò)程，它不可能導(dǎo)致拖尾的發(fā)生。所有的垂直傳輸又都發(fā)生在遮光

5、的情況下，所以傳輸拖尾在IT模式的CCD上被有效地消除了。然而，一個(gè)與之相似的現(xiàn)象仍然在高光區(qū)存在，盡管它比在FT模式的CCD上產(chǎn)生拖尾所需的高光水平要低的多，這種現(xiàn)象稱(chēng)為垂直拖尾。它一般由以下的原因形成：由垂直移位寄存細(xì)胞的周?chē)孤冻鰜?lái)的一些光；或者是像紅光那樣的長(zhǎng)波光很深地穿入底層從而產(chǎn)生電荷，而這些電荷又轉(zhuǎn)移到了垂直移位寄存器中。垂直拖尾也會(huì)產(chǎn)生沿著高光點(diǎn)上下垂直的線，很像是FT模式CCD上產(chǎn)生的傳輸拖尾，但產(chǎn)生它所需要的高光水平要低的多。3）幀行間轉(zhuǎn)移（FIT）方式幀行間轉(zhuǎn)移（FIT）方式是FI與IT概念的結(jié)合，它是目前CCD結(jié)構(gòu)的最佳方式，被普遍應(yīng)用于高質(zhì)量的電視攝像機(jī)上。

6、在電荷積累期間其工作方式與IT方式相同，但是所有的像素電荷在垂直消隱期的開(kāi)始就被移入到垂直移位寄存器中。伴隨著垂直消隱的進(jìn)行，這些電荷被迅速地轉(zhuǎn)移到下半部分遮光的儲(chǔ)存寄存器中。這個(gè)轉(zhuǎn)移過(guò)程是非?？斓?，以至于所謂的垂直拖尾現(xiàn)象完全可以忽略不計(jì)了。在線掃描期間，每線像素電荷轉(zhuǎn)移到讀出寄存器的方式和FT模式的CCD相同。增強(qiáng)型光學(xué)多道分析儀2009-5-22??閱讀數(shù)：0儀器名稱(chēng)增強(qiáng)型光學(xué)多道分析儀儀器型號(hào)SPEC-10儀器編號(hào)A11842儀器來(lái)源購(gòu)置生產(chǎn)廠商美國(guó)普斯林頓公司啟用日期2004-09-23儀器類(lèi)別分析儀器-光譜儀器-其他儀器原值560014.00所在單位部門(mén)中科院安徽光學(xué)精密

7、機(jī)械研究所-環(huán)境光學(xué)中心儀器負(fù)責(zé)人謝品華聯(lián)系電話0551-5593147地址安徽省合肥市蜀山湖路350號(hào)1125信箱郵編230031主要技術(shù)指標(biāo)（1）通道2048×512；（2）動(dòng)態(tài)范圍16bit；（3）300～900nm光譜測(cè)量范圍；（4）暗電流（-70℃）：0.01e-/p/s；（5）讀出噪聲（最大值）：3.5e-rms。包含主要附件光纖，光纖調(diào)整及耦合系統(tǒng)，儀器說(shuō)明書(shū)，軟件光盤(pán)。儀器主要功能用于生物氣溶膠單分子熒光檢測(cè)及其熒光特征研究，“增強(qiáng)型光學(xué)多