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简介现代分析仪器中的PMT等检测器

导读: 光电倍增管PMT在用真空电子管技术,经时间考验技术成熟,性能稳定,工作在常温下无须降温,电路简单,维修方便。

  光电倍增管PMT在用真空电子管技术,经时间考验技术成熟,性能稳定,工作在常温下无须降温,电路简单,维修方便。

  电荷藕合固体检测器CCD,电荷注入固体检测器CID采用半导体技术,是新型的面或线检测技术,时间较晚,必须进行降温处理,电路较复杂,但灵敏度高于PMT,维修稍麻烦一些,CCD , CID技术前景广泛,但有待于时间的检验。

  自从20世纪70年代CID电荷注入式设备检测器就已经被使用,但只是最近几年对其技术才有了更明确的理解以及怎样更全面的应用他的经验。

  CID的概念最早是由通用电气公司设计半导体芯片的科学家们发明。采用Si的感光性特征,他们开发了一种简单的感光电容原理的X、Y(平面的)可设定地址的阵列,进而在1972年开发了第一个CID的相机。70年代和80年代不停的努力最终发明了现在采用的基本结构和读书技术的30多个专利。1987年7月通过杠杆买卖建立了CIDTEC这个公司。

  CID阵列上的每个像素可以单独通过行列电极的电子标定指数来寻址。不像CCD(电荷耦合式设备)在读数的时候会将像素中收集的电荷转移,电荷不会在CID阵列的点到点转移。电荷信息包在独立所选择的像素中的电容之间移动的时候,和所存储的信息电荷成正比的移位电流被读取。移位电流被放大,转换成为电压,作为部分复合视频信号或者数字信号输送给外部世界。由于信号电平被测定以后电荷完整无缺的保留在像素中,所以其读书是非破坏性的。要对新的帧进行几分而清除阵列,每个像素上的行和列电极就会即可切换到接地释放,或者“注射”电荷到底层。

  这种操作原理是的CID技术根本不同于其他成像技术,具有许多可以解决成像问题的技术优点。例如,CID照相机的非破坏性读书能力使得其可以传入高度曝光控制到静物的低光度观察。通过悬置电荷注射,使用者可以初始化多帧积分(延时曝光)同时能够在找到最佳曝光的时候再来观看图像。积分可以从毫秒高到几个小时(此时需要额外冷却检测器用来阻止有热所产生的暗电流的累积)。控制积分对于科学和照相应用特别是天文学非常有用。

  对于较明亮的光强,溢出和托尾效应讲的就是图像的扭曲,在固态视频照相机受到集中的、非一致的光的照射的时候。

  在读数的时候电荷会从过度饱和的单元溢出到邻近的像素或者位移寄存器(电荷转移原理),根除了部分图像。相反,CID图像更能够容忍强光,是由于光学过载在被照亮的像素上受到控制,电荷不会从像素集电极输出,因此其结构不提供繁殖过载的路径,电荷的径向铺展由于过量的电荷被引导到下置的电荷集电极而被缩小。这种固有的抗溢出能力保证了即便是在极端照明的条件下都有精确的图像,因此CID照相机已经有效的用于导弹追踪,半导体式样的鉴别,以及明亮物体的反射和出现引起在适当曝光的图像中的检验。

  CID阵列中的像素毗邻结构事实上没有可能损失图像细节的不透明区域而使图像更加精确。这一点对于在尺寸数据精确度非常严格的地方非常有用,特别是检查、测试、定位和追踪物体的边缘测定的时候。采用像素之间的处理技术,CID照相机目前普遍用于要求精确到半微米的设备的计量中。

  照相机独特的拓扑结构给激光轮廓的更精确重现的连贯照明提供了均一的像素到像素的相应;非常理想来用于光束诊断和分析。CID检测器同时提供了宽的光谱响应,从200到1100nm,允许捕捉从

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