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电离效应对EBCMOS中电子倍增层增益的影响研究
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作者 陈文娥 陈卫军 +7 位作者 宋德 焦岗成 李野 赵鹏 李书涵 王重霄 梁荣轩 岳纪鹏 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第2期222-227,共6页
采用蒙特卡罗模拟方法研究了电子轰击互补金属氧化物半导体(EBCMOS)成像器件中高能电子轰击半导体时产生的电离效应对电荷收集效率和电子倍增层增益的影响。分析了入射电子能量、p型衬底层掺杂浓度、电子倍增层和钝化层厚度对电荷收集... 采用蒙特卡罗模拟方法研究了电子轰击互补金属氧化物半导体(EBCMOS)成像器件中高能电子轰击半导体时产生的电离效应对电荷收集效率和电子倍增层增益的影响。分析了入射电子能量、p型衬底层掺杂浓度、电子倍增层和钝化层厚度对电荷收集效率和增益的影响。结果表明,增加入射电子能量(小于4keV)、减小电子倍增层和钝化层厚度、降低掺杂浓度等是提高电荷收集效率和电子倍增层增益的有利途径,可为获得高增益的EBCMOS器件提供理论支撑。 展开更多
关键词 电子轰击互补金属氧化物半导体 电离效应 电荷收集效率 增益
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EBCMOS钝化层表面残气吸附特性
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作者 李书涵 陈文娥 +3 位作者 王重霄 陈卫军 宋德 李野 《半导体光电》 CAS 北大核心 2023年第6期901-906,共6页
基于密度泛函理论,研究了电子轰击互补金属氧化物半导体(EBCMOS)钝化层表面的残气吸附机制,并分析其电学特性。结果表明,以Al_(2)O_(3)钝化层为例,真空腔内残余气体H_(2)在Al_(2)O_(3)不同表面的吸附为物理吸附,在(001)面的吸附距离最大... 基于密度泛函理论,研究了电子轰击互补金属氧化物半导体(EBCMOS)钝化层表面的残气吸附机制,并分析其电学特性。结果表明,以Al_(2)O_(3)钝化层为例,真空腔内残余气体H_(2)在Al_(2)O_(3)不同表面的吸附为物理吸附,在(001)面的吸附距离最大,吸附强度最低,电荷转移最少。对比CO,N_(2),CO_(2),H_(2)O等残余气体分子在(001)表面的吸附结果发现,(001)面对残气分子的吸附均为物理吸附,(001)面相比于其他表面,对残余气体分子有更好的抑制作用,所生成钝化层能提高EBCMOS器件电子倍增层的电荷收集效率。研究结果对研制寿命长而稳定的EBCMOS器件具有理论指导意义。 展开更多
关键词 ebcmos 密度泛函理论 Al_(2)O_(3)钝化层 气体吸附
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EBCMOS近贴聚焦结构及电场分布对电子运动轨迹的影响 被引量:6
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作者 王巍 李野 +2 位作者 陈卫军 宋德 王新 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期713-721,共9页
为获得高分辨率的电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件,本文就近贴聚焦结构内电场分布对电子运动轨迹的影响进行了研究。设计了不同的EBCMOS结构并得到3种电场分布情况,分别为光电阴极和背面轰击型CMOS(BSBCMOS)之间的等势面不平行、部分平... 为获得高分辨率的电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件,本文就近贴聚焦结构内电场分布对电子运动轨迹的影响进行了研究。设计了不同的EBCMOS结构并得到3种电场分布情况,分别为光电阴极和背面轰击型CMOS(BSBCMOS)之间的等势面不平行、部分平行和彼此平行。根据电磁学理论结合蒙特卡洛模拟方法,分别模拟了每种电场分布情况下的电子运动轨迹。研究结果表明:当设计的电子倍增层表面覆盖一层30 nm的超薄重掺杂层,保持极间电压为4000 V且极间距为1 mm时,光生电子轰击BSB-CMOS表面时扩散直径可减小至30μm。此结构具有电子聚焦作用,有助于实现高分辨率的EBCMOS。同时,进一步研究了光电阴极与BSB-CMOS之间的距离和电压对电子扩散直径的影响。研究发现,近贴间距越小、加速电压越高,相应的电场强度就越高,越有利于电子聚焦。本文工作将为改进电子轰击型CMOS成像器件的分辨率特性提供理论指导。 展开更多
关键词 微光像增强器 电子轰击成像 近贴聚焦结构 ebcmos
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EBCMOS混合型光电探测器研究 被引量:10
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作者 徐鹏霄 唐光华 +4 位作者 唐家业 杨杰 陈鑫龙 钟伟俊 赵文锦 《光电子技术》 CAS 2016年第4期232-236,252,共6页
介绍了EBCMOS探测器的工作原理、器件结构与发展历史。详细阐述了EBS增益机理,实现了600倍的EBS增益,并将EBCMOS与几种常见探测器特性进行了深入的对比研究。EBCMOS探测器将真空器件与半导体器件有机结合,融合了真空光电探测器增益高、... 介绍了EBCMOS探测器的工作原理、器件结构与发展历史。详细阐述了EBS增益机理,实现了600倍的EBS增益,并将EBCMOS与几种常见探测器特性进行了深入的对比研究。EBCMOS探测器将真空器件与半导体器件有机结合,融合了真空光电探测器增益高、响应速度快、光谱灵活和半导体器件空间分辨率高、数字化输出、功耗低和成本低等优点。目前已在生物检测、微光夜视、激光雷达等诸多领域取得了广泛的应用。 展开更多
关键词 电子轰击互补金属氧化物 混合型光电探测器 光电阴极 电子轰击半导体(EBS)增益 激光雷达
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电子倍增层表层掺杂分布对EBCMOS电荷收集效率的影响 被引量:4
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作者 田佳峰 宋德 +1 位作者 陈卫军 李野 《半导体光电》 CAS 北大核心 2021年第1期45-51,105,共8页
设计了电子倍增层的多种表层结构,并模拟分析了表层掺杂分布对电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件的电荷收集效率的影响。结合离子注入工艺优化设计电子倍增层表层结构,并利用离子注入模拟软件TRIM模拟分析了不同掩蔽层种类、厚度、离子注... 设计了电子倍增层的多种表层结构,并模拟分析了表层掺杂分布对电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件的电荷收集效率的影响。结合离子注入工艺优化设计电子倍增层表层结构,并利用离子注入模拟软件TRIM模拟分析了不同掩蔽层种类、厚度、离子注入剂量、注入角度和注入能量次数对掺杂分布的影响。再依据载流子传输理论并结合蒙特卡洛模拟方法,模拟分析了相应结构下EBCMOS中电子倍增层的电荷收集效率。模拟研究结果表明:通过选择SiO2作为掩蔽层、减小掩蔽层厚度、增加注入能量次数等方法可以提高电荷收集效率。在注入剂量选择方面,对电子倍增层表层进行重掺杂,使掺杂浓度下降幅度足够大、下降速度足够缓慢,也可以有效提高电荷收集效率。仿真优化后表层结构所对应器件的电荷收集效率最高可以达到93.61%。 展开更多
关键词 ebcmos 梯度掺杂 电场分布 电荷收集效率
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EBCMOS微光成像器件的研究 被引量:8
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作者 张海舟 母一宁 +2 位作者 王连锴 詹丹 宋德 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期991-996,共6页
依据低能电子与固体间相互作用模型结合Monte-Carlo模拟方法,研究了EBCMOS不同表面氧化层厚度对入射光电子能量损失的影响。模拟研究了入射光电子在倍增层处的电子运动轨迹,并依此分析了倍增区内倍增电子的分布情况。模拟研究了电荷收... 依据低能电子与固体间相互作用模型结合Monte-Carlo模拟方法,研究了EBCMOS不同表面氧化层厚度对入射光电子能量损失的影响。模拟研究了入射光电子在倍增层处的电子运动轨迹,并依此分析了倍增区内倍增电子的分布情况。模拟研究了电荷收集效率随倍增层指数掺杂结构变化时情况,理论优化的器件结构电荷收集效率可达92%,这对相同驱动高压下获得高增益的微光成像器件具有理论指导意义。EBCMOS电子倍增层制备实验研究表明,通过机械研磨和等离子刻蚀技术可实现超薄电子倍增层的制备。设计了真空系统中电子倍增层的电子增益测试系统,并通过雪崩二极管反偏电流随高压电的变化测试证实该倍增电子在半导体层一侧的存在。 展开更多
关键词 电子轰击CMOS 电荷收集效率 背部减薄 电子增益测试系统
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EBCMOS电荷收集效率模拟研究 被引量:2
7
作者 徐子皓 《传感器技术与应用》 2022年第2期187-192,共6页
对P型基底均匀掺杂情况下电子轰击有源像素传感器(EBCMOS)的运动轨迹进行了理论模拟研究,依据载流子传输理论并结合蒙特卡罗计算方法,利用数学建模软件MATLAB,模拟了光电子经过光电阴极、近贴区、死层、扩散区、耗尽区中的运动轨迹,并... 对P型基底均匀掺杂情况下电子轰击有源像素传感器(EBCMOS)的运动轨迹进行了理论模拟研究,依据载流子传输理论并结合蒙特卡罗计算方法,利用数学建模软件MATLAB,模拟了光电子经过光电阴极、近贴区、死层、扩散区、耗尽区中的运动轨迹,并根据最终的电子落点分布,计算出相应的电荷收集效率。通过改变基底掺杂浓度来观察电荷收集效率的变化,并总结了变化原因。本文可以为高性能的EBCMOS器件的研发提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 ebcmos 微光成像 近贴区 死层 蒙特卡罗方法
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EBCCD的增益及信噪比研究 被引量:10
8
作者 刘广荣 左昉 +1 位作者 周立伟 高稚允 《光学技术》 EI CAS CSCD 2002年第2期120-122,共3页
以背照明减薄CCD为基础的微光成像系统 ,可以得到视频信号速率的输出。这种减薄的电子轰击CCD探测系统 (EBCCD)在微光下的性能大大超过了像增强器耦合的CCD探测系统 (ICCD)。EBCCD能在微光条件下产生高对比度、高分辨力的视频信号。可... 以背照明减薄CCD为基础的微光成像系统 ,可以得到视频信号速率的输出。这种减薄的电子轰击CCD探测系统 (EBCCD)在微光下的性能大大超过了像增强器耦合的CCD探测系统 (ICCD)。EBCCD能在微光条件下产生高对比度、高分辨力的视频信号。可以预料 ,它将在工业应用、军事应用及科学研究工作中取代通常使用的ICCD。详细讨论了影响EBCCD的增益及信噪比的各种因素。结果表明 ,若适当提高阴极和CCD之间的电压 ,减小CCD基片的厚度 ,可以进一步减小EBCCD的噪声 。 展开更多
关键词 ebccd ICCD EBS增益 信噪比 CCD
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用于微光成像的BCCD,ICCD,EBCCD性能分析 被引量:18
9
作者 左昉 刘广荣 +1 位作者 高稚允 周立伟 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期109-112,共4页
研究 BCCD,ICCD,EBCCD 3种微光器件的基本性能 .通过实验测量了器件在各种照度下的极限分辨力及MTF,并分析了影响器件信噪比的各种因素 .研究表明 BCCD有一定的微光成像能力和很强的紫外探测能力 ,在中等微光照度下 ,其性能优于目前使... 研究 BCCD,ICCD,EBCCD 3种微光器件的基本性能 .通过实验测量了器件在各种照度下的极限分辨力及MTF,并分析了影响器件信噪比的各种因素 .研究表明 BCCD有一定的微光成像能力和很强的紫外探测能力 ,在中等微光照度下 ,其性能优于目前使用最广泛的 ICCD;而 EBCCD在各种照度下 ,其性能都超过 展开更多
关键词 微光成像 背照明 像增强器 电子轰击 电荷耦合器件 性能分析 BCCD ICCD ebccd 分辨力
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内耦合型EBCCD的技术研究 被引量:3
10
作者 戴丽英 刘德林 《光电子技术》 CAS 北大核心 2010年第2期127-130,共4页
电子轰击电荷耦合器件(EBCCD)是一种微弱光信号成像器件,由于采用了内耦合的背照电荷耦合器件(CCD)结构,大大提高了该器件的探测灵敏度以及信噪比,使其探测的弱光下限能更低。采用国产面照CCD,成功研制出了具有背照功能的CCD以及能耐电... 电子轰击电荷耦合器件(EBCCD)是一种微弱光信号成像器件,由于采用了内耦合的背照电荷耦合器件(CCD)结构,大大提高了该器件的探测灵敏度以及信噪比,使其探测的弱光下限能更低。采用国产面照CCD,成功研制出了具有背照功能的CCD以及能耐电子轰击的EBCCD。简单介绍了这种器件的工作原理、结构特点以及关键研究内容,并列出了实验分析及结果。 展开更多
关键词 电子轰击电荷耦合器件 背照电荷耦合器件 内耦合 微弱光
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基于EBCCD的微光成像仿真
11
作者 张金林 万蔚 +1 位作者 芮挺 王海峰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1142-1145,共4页
微光成像仿真在制导、预警、火控、侦察等许多应用领域都有着广泛的应用。本文研究了基于电子轰击型CCD(EB-CCD)传感器的微光成像系统的结构和原理,建立了系统的成像亮度模型、调制传递(MTF)函数模型、噪声模型,导出了包含系统综合特性... 微光成像仿真在制导、预警、火控、侦察等许多应用领域都有着广泛的应用。本文研究了基于电子轰击型CCD(EB-CCD)传感器的微光成像系统的结构和原理,建立了系统的成像亮度模型、调制传递(MTF)函数模型、噪声模型,导出了包含系统综合特性的图像仿真方程。仿真实验结果说明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 微光成像 ebccd成像系统 建模与仿真
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兆线元EBCCD微光探测系统
12
作者 左昉 高岳 +1 位作者 高稚允 刘广荣 《光学技术》 CAS CSCD 2003年第2期191-193,共3页
研发了一种兆线元EBCCD微光探测系统。该系统采用了俄罗斯生产的电子轰击CCD传感器,该传感器为倒像式静电聚焦系统,CCD为背照式1000×1000像元,传输模式为帧传输。为了获得高质量的图像,采用了多重滤波、自动去背景噪声以及帧叠加... 研发了一种兆线元EBCCD微光探测系统。该系统采用了俄罗斯生产的电子轰击CCD传感器,该传感器为倒像式静电聚焦系统,CCD为背照式1000×1000像元,传输模式为帧传输。为了获得高质量的图像,采用了多重滤波、自动去背景噪声以及帧叠加的方法。该系统能在10-5lx照度条件下得到较好的视频信号。该系统具有很高的灵敏度和分辨力,与ICCD微光摄像机作了比较。结果表明,电子轰击CCD微光成像系统性能较为理想。 展开更多
关键词 兆线元ebccd微光探测系统 电子轰击 微光成像
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EBCCD在凝视测距成像激光雷达中的应用
13
作者 杨文进 杜小平 +2 位作者 赵继广 曾朝阳 王俏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期242-245,共4页
微光成像器件在微弱光信号下仍具有较高的探测能力和优良的成像质量.介绍了EBCCD在激光主动照明测距成像中的新用途.介绍了基于FM、CW测距原理的凝视测距成像激光雷达的基本原理,和系统基本结构.这种体制激光成像雷达要求微光探测器必... 微光成像器件在微弱光信号下仍具有较高的探测能力和优良的成像质量.介绍了EBCCD在激光主动照明测距成像中的新用途.介绍了基于FM、CW测距原理的凝视测距成像激光雷达的基本原理,和系统基本结构.这种体制激光成像雷达要求微光探测器必须能够实现短波红外微光探测和自混频解调距离信息的双重功能.在对自混频解调实现数学模型简单分析的基础上,讨论了通过调制微光探测器响应度,实现外差混频解调的方法. 展开更多
关键词 凝视激光成像雷达 FM/CW 微光成像器件 ebccd 自混频
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MTF Measurement of EBCCD Imaging System by Using Super Resolution Technique
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作者 左昉 高岳 +2 位作者 高稚允 苏美开 周立伟 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2003年第2期125-128,共4页
Existing methods of measurement MTF for discrete imaging system are analysed. A slit target is frequently used to measure the MTF for an imaging system. Usually there are four methods to measure the MTF for a discrete... Existing methods of measurement MTF for discrete imaging system are analysed. A slit target is frequently used to measure the MTF for an imaging system. Usually there are four methods to measure the MTF for a discrete imaging system by using a slit. These methods have something imperfect respectively. But for the discrete imaging systems of under sampling it is difficult to reproduce this type of target properly since frequencies above Nyquist are folded into those below Nyquist, resulting in aliasing effect. To tackle the aliasing problem, a super resolution technique is introduced into our measurement, which gives MTF values both above and below Nyquist more accurately. 展开更多
关键词 ebccd modulation transfer function super resolution low light level imaging
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微光视频器件及其技术的进展 被引量:41
15
作者 金伟其 陶禹 +1 位作者 石峰 李本强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期3167-3176,共10页
微光夜视技术作为当今拓展人眼夜间视觉感知的主要技术之一,在军事和民用领域都有广泛的应用。随着数字图像处理技术的发展,微光视频器件为通过图像处理进一步提升夜视图像质量,为与红外热成像的图像信息融合,为提高夜间对目标探测/识... 微光夜视技术作为当今拓展人眼夜间视觉感知的主要技术之一,在军事和民用领域都有广泛的应用。随着数字图像处理技术的发展,微光视频器件为通过图像处理进一步提升夜视图像质量,为与红外热成像的图像信息融合,为提高夜间对目标探测/识别和场景理解能力等方面提供了广泛空间,成为当前国内外夜视技术发展的重要方向之一。论文综述了微光视频器件发展,分析了电真空+固体微光视频成像器件(如像增强CCD/CMOS(ICCD/ICMOS)器件、电子轰击EBCCD/EBCMOS器件等)、全固体微光视频成像器件(如电子倍增CCD器件、超低照度CMOS器件等)的特点和发展趋势,并结合法国PHOTONIS公司的LYNX计划,对微光夜视技术的发展进行了分析和讨论。 展开更多
关键词 微光 视频器件 进展 ebccd/ebcmos EMCCD CMOS
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条纹管激光成像系统中 CCD 性能分析 被引量:1
16
作者 李思宁 广宇昊 +2 位作者 王骐 刘金波 李慧子 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z3期365-368,共4页
介绍了条纹管激光成像技术的工作原理,说明了 CCD 在成像系统中的作用和对系统指标的影响。针对条纹管激光成像系统的需求,讨论了几种体制微光 CCD 的工作原理,并进行了性能参数的对比分析,对比了 ICCD 和 EBCCD 各自的优缺点,在此基础... 介绍了条纹管激光成像技术的工作原理,说明了 CCD 在成像系统中的作用和对系统指标的影响。针对条纹管激光成像系统的需求,讨论了几种体制微光 CCD 的工作原理,并进行了性能参数的对比分析,对比了 ICCD 和 EBCCD 各自的优缺点,在此基础上,提出了系统 CCD 选择方案。 展开更多
关键词 激光成像:条纹管 CCD ICCD ebccd
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用于微光摄像的高灵敏度电子轰击电荷耦器件 被引量:10
17
作者 周立伟 刘广荣 +1 位作者 高稚允 王仲春 《中国工程科学》 1999年第3期56-62,共7页
文章综述微光成像的电子轰击电荷耦合器件 (EBCCD)的进展。EBCCD是将像管的荧光屏以对电子灵敏的背照明、减薄CCD代替 ,将电子图像直接转变为视频信号 ,其在所有光照等级下 ,特别是在极低微光下的调制传递函数 (MTF)、分辨力、信噪比、... 文章综述微光成像的电子轰击电荷耦合器件 (EBCCD)的进展。EBCCD是将像管的荧光屏以对电子灵敏的背照明、减薄CCD代替 ,将电子图像直接转变为视频信号 ,其在所有光照等级下 ,特别是在极低微光下的调制传递函数 (MTF)、分辨力、信噪比、余辉等均优于像增强器耦合CCD (ICCD)。文中较为详细地叙述了倒像式EBCCD设计与减薄工艺 ,给出各种类型倒像式EBCCD像管的技术参数 ,分析和比较了近贴式与倒像式EBCCD与ICCD的性能 。 展开更多
关键词 微光成像 电荷耦合器件 电子轰击CCD 微光摄像 设计 倒像式ebccd
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背照明CCD微光成像技术 被引量:5
18
作者 刘广荣 周立伟 +1 位作者 王仲春 高稚允 《红外技术》 CSCD 北大核心 2000年第1期8-12,共5页
背照明CCD(BCCD) 以及电子轰击CCD(EBCCD) 是当今微光实时摄像技术的最新进展之一,在中等微光条件下,BCCD的性能优于目前的ICCD和SIT。文中对BCCD、EBCCD以及ICCD的性能进行了比较,并... 背照明CCD(BCCD) 以及电子轰击CCD(EBCCD) 是当今微光实时摄像技术的最新进展之一,在中等微光条件下,BCCD的性能优于目前的ICCD和SIT。文中对BCCD、EBCCD以及ICCD的性能进行了比较,并讨论了在我国开展BCCD和EBCCD技术研究和应用的有关问题。 展开更多
关键词 微光成像 CCD 背照明
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微光成像系统信噪比及图像探测特性研究 被引量:6
19
作者 左昉 高稚允 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期185-187,共3页
分析了电子轰击电荷耦合器件 (EBCCD)微光成像系统的噪声源 ,建立了系统的信噪比模型 ,指出了在微光成像系统本身的增益和量子效率等性能确定的条件下 ,成像系统输出图像信噪比不仅仅与输入面照度有关 ,还与输入图像的空间频率有关 ,并... 分析了电子轰击电荷耦合器件 (EBCCD)微光成像系统的噪声源 ,建立了系统的信噪比模型 ,指出了在微光成像系统本身的增益和量子效率等性能确定的条件下 ,成像系统输出图像信噪比不仅仅与输入面照度有关 ,还与输入图像的空间频率有关 ,并通过实验得到了证明 ,指出了经典的图像探测方程 (Rose方程 ) 展开更多
关键词 微光 图像信噪比 图像 ebccd 增益 电荷耦合器件 量子效率 成像系统 输入 出图
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微光摄像器件的发展趋势 被引量:5
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作者 程开富 《电子元器件应用》 2004年第10期7-9,16,共4页
主要概述微光摄像技术、真空微光摄像器件、像增强CCD(ICCD)、电子轰击CCD (EBCCD)及微光摄像器件的发展现状。
关键词 微光摄像器件 像增强CCD 电子轰击CCD 摄像器件
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