一种光电方法测量微小位移

,Р ?VFD?Q (1.2) CFDР 式中:Q ——为转移过来的信号电荷量;Р CFD——浮置扩散区有关的总电容。Р 由于此PN结二极管的N型区域呈现浮游状态,故称浮置扩散(FD)。当CCD电荷转移过来时,连接此处的放大器将电压信号VFD缓冲放大输出。每次检测完一个像素的信号电荷,在下一个信号电荷转移过来前,必须复位FD中的信号电荷。通过在复位栅(RG:Reset Gate)端加复位脉冲φRG,使复位栅导通,把浮置扩散区剩余电荷抽走,复位到复位漏极(RD:Reset Drain)的电压VDD。连接于FD的放大器,D做在同一个硅片上的РMOS晶体管的源极跟随器。Р 浮置扩散放大器为破坏性的一次性输出,检测完毕后,信号电荷便由RD吸收消失,无法再被利用。Р 浮置栅极放大器可以实现非破坏性检测,因其放大管栅极不是直接与信号电荷的转移沟道相连,而是与沟道上边的浮置栅相连,通过浮置栅感应出转移到其下的信号电荷的镜像电荷来控制栅极电位。因为检测电极与送来信号电荷的转移沟道的电容耦合,相比于浮置扩散放大器转移效率偏低。Р 7Р 图1-4 浮置扩散放大器载面构造Р §1.D的工作原理Р CCD的主要性能指标有:响应度、光谱响应度、动态范围、分辨率、噪声等。Р (1)D的响应度可以定义为单位曝光量所得到的有效信号电(Vlx?s)也就是说,在一定的相面照度下,响应度的大小等于有效信号电压与其曝光量之比值。D像元的灵敏度和输出级的电荷/电压转换能力。影响响应度的要素,包括光电二极管的量子效率、微镜头(为提高响应度而在像素上方做成类似聚光透镜的微小结构)的集光效率、FD放大器的转换效率及像素尺寸。Р (2)光谱响应度:D对于各种单色光的相对响应能力,其中响应度最大的波长称为峰值响应波长。通常把响应度等于峰值响应的50%所对应的波长范围称为光谱响应范围。光谱感光度特性主要由光电二极管表面的反射与