随着科学技术水平的提高,科学技术在军事、航空、工业、医学等领域发挥着举足轻重的作用。科学级CCD一直是科学领域中应用最为广泛的图像传感器,它集转换、电荷转移与存储等功能于一身。一直以来科学级图像传感器都在不断的优化和升级,以求能够为各项提供更高性能的成像设备。但是在研发的过程中还要克服很多问题,噪声就是其中之一。
(1)暗电流噪声
光电二极管的暗电流是导致科学级CCD图像传感器中暗白点、白色损伤或颗粒等问题的主要原因。由于各像素中暗电流的不均匀而出现的固定图像噪声,即使在没有入射光的情况下依然会发生。暗电流噪声与温度以及点荷包在势阱中的存储时间有着密切的关系,存储时间越长,温度越高,暗电流噪声就会越大。
(2)转移噪声
在科学级CCD图像传感器的运作过程中,当电荷发生转移时,由于势阱之间会出现电荷的涨落,进而会产生一定的噪声。
(3)散粒噪声
我们知道光是具有粒子特性的,因此每次的入射光中的光子数是不完全相同的,而这样的变动特性就要会引发光的散粒噪声。电子器件中的散粒噪声来自于导体中电流的随机涨落,光散粒噪声与电子效益有关。
(4)复位噪声
复位噪声是一种因开关介入电容带来一定的电压而产生的噪声,是一种采样电路必然会发生的噪声。
在科学研究中常常要对低照度的图像进行长时间观察和定量分析,用于这一目的的科学级CCD相机对动态范围、灵敏度和噪声性能有极高的要求。为了达到这些要求,科学级CCD相机首先要克服以上的噪声问题,才能提高自身的性能。
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