4096×4096元全帧转移CCD的设计和研制

重点讨论了像元尺寸为11μm×11μm的4096×4096元可见光CCD全帧转移结构和技术性能参数的设计,采用CCD埋沟工艺和辐射加固技术,研制出了高性能4096×4096元可见光CCD。结果表明器件动态范围达到75dB,读出噪声电子数为30,暗电流产生率为2mV/s,响应非均匀性为2%,非线性为0.4%,且具有抗γ射线辐射能力。

全帧CCD相机时间延迟积分模式下的图像缺损

长焦距面阵CCD相机以TDI模式进行动态横向多幅扫描成像时,行转移频率高或者曝光时间长会使图像输出有明显缺损,从而影响图像的判读。为解决这一问题,分析了全帧CCD相机TDI模式的工作原理,分析认为快门曝光过程中CCD存在的无效TDI转移是导致输出图像出现缺损的主要原因。通过实验验证了分析结果,并提出保证CCD曝光过程中TDI转移与机械快门曝光精确同步的方法来消除无效TDI转移。据此设计了光电同步定位法进行曝光控制,并研制了相应的快门光电同步装置。成像实验结果显示,该方法可将图像缺陷区域控制在15列像元内,解决了面阵CCD在TDI模式下输出图像的缺损问题,提高了图像判读精度。

1024×1024全帧CCD器件

采用2μm设计规则,在2μm工艺线上,成功研制了1 024×1 024全帧CCD器件。该1 024×1 024全帧CCD器件的有效像元数为1 024×1 024,像元尺寸为11μm×11μm,有效光敏面积为11.3mm×11.3mm,光响应波长范围为400～1 100nm。成像区域横向分为2个区,纵向分为2个区,可由1路、2路和4路输出,有9种读出模式。该器件具有2×2的像元合并功能,能作为512×512(像元尺寸为22μm×22μm)和规格的器件使用。该器件数据速率为4×40M,数据速率高。器件采用MPP工作模式,暗电流低;采用薄栅氧化,具有100krad(Si)抗辐照能力;适合在高温、辐照环境和微光环境下成像应用。

静电纺丝细流踪迹图像采集方法研究

介绍了对高场强中的纺丝细流以"爆炸"方式喷射所形成的踪迹图像进行高速采集的方法。选用逐行扫描方式的全帧转移型高分辨力面阵CCD摄像机与能够在极短时间内(1/100000 s)完成单场图像采集的采集卡,可以获得十分清晰的高速踪迹图像。