什么是ccd检测器?

2020.09.15 -

   

CCD电荷耦合器件是一种高灵敏度的光子探测器。它分为许多称为像素的感光小区域,可用于组装感兴趣区域的图像。

CCD是基于硅的紫外线,可见光和近红外光的多通道阵列检测器。这些用于光谱学,因为它们对光非常敏感。这使得这些检测器适合于分析固有的弱拉曼信号。它还允许多通道操作,这意味着可以在一次采集中检测整个频谱。

CCD

CCD不仅在数码相机的传感器中被广泛使用。用于科学光谱的版本具有更高的等级,以提供最佳的灵敏度,均匀性和噪声特性。

CCD检测器通常是一维的,称为线性的,或者是二维的,称为数千或数百万个单个检测器元件的区域阵列。这些元素称为像素。每个元素与光相互作用以建立电荷。光线越亮,和/或交互作用越长,记录的电荷就越多。在测量结束时,读出电子设备将电荷从元件中拉出,并测量每个单独的电荷读数。

在典型的拉曼光谱仪中,拉曼散射光是使用衍射光栅分散的。该分散的光投射到CCD阵列的长轴上。第一个元素将检测来自光谱低cm -1边缘的光。第二个元素将检测来自下一个光谱位置的光,依此类推。最后一个元素将检测来自光谱高cm -1边缘的光。

CCD需要一定程度的冷却以使其适合高级光谱学。通常使用珀尔帖冷却(适用于低至-90 o C的温度)和液氮低温冷却来完成。大多数拉曼系统使用珀耳帖(Peltier)冷却探测器,但液氮冷却探测器在某些特定应用中仍具有优势。

什么是CCD探测器

什么是电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)

电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)是图像传感器。使用内置在芯片中的独特电子倍增结构,它能够在没有图像增强器的情况下检测单光子事件。

EMCCD相机旨在克服基本的物理限制,可以高速提供高灵敏度。传统的CCD摄像机具有高灵敏度,低读出噪声的特点,但以慢读出为代价。这些通常被称为“慢扫描”相机。

EMCCD通过放大信号克服了这一问题。这意味着可以有效地绕过读出噪声,并且不再是灵敏度的限制。

EMCCD技术的与众不同之处是在CCD芯片上增加了专用的扩展串行寄存器。它通过硅中的碰撞电离过程产生倍增增益。

当光子稀少时,到达成像设备的信号可能微弱到足以与背景噪声混合。EMCCD技术旨在减少读取过程中固有的电子噪声。

EMCCD摄像机克服了大多数弱光成像的问题。这些探测器还比CCD同类探测器支持更快的帧采集速率,使其非常适合实时成像。此外,EMCCD摄像机可为观察最黑暗的场景提供最高的灵敏度。它是通过成为广域实时光子计数成像设备来实现的。

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CCD电荷耦合器件是一种高灵敏度的光子探测器。它分为许多称为像素的感光小区域,可用于组装感兴趣区域的图像。 C […]

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