大动态高灵敏1024×1024 EMCCD研制
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重庆光电技术研究所

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TN386.5

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Development of large dynamic and high sensitivity 1024×1024 EMCCD
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Chongqing Optoelectronics Research Institute

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    摘要:

    技术进步结合制冷封装,电荷耦合器件(CCD)的暗电流已经可以忽略,此时放大器成了主要的噪声源,限制了对微弱信号的检测,通过采用电子倍增(EM)技术对电荷包进行放大,可有效抑制放大器的噪声。然而,电荷包放大后容易饱和,限制了器件的动态范围,为此在器件上做了浮置栅放大器和电荷包路由器,浮置栅放大器对电荷包进行无损检测,路由器根据检测结果,大的电荷包直接输出,小的电荷包通过电子倍增放大后再输出,获得高灵敏度的同时兼顾了大的动态范围,可达15万倍,在10-4Lx光照下得到了良好的微光成像效果。

    Abstract:

    With the development of chip technology and refrigeration, the dark current of CCD can be neglected. At this time, the amplifier becomes the main noise source, which limits the detection of weak signals. By using the electronic multiplication (EM) technology to amplify the charge packet, the noise of the amplifier can be effectively suppressed. However, the charge packets are easily saturated after amplification, which limits the dynamic range of the device. Therefore, a floating gate amplifier and a charge packet router are made on the device, and the floating gate amplifier performs nondestructive detection on the charge packets. According to the detection results, the router outputs the large charge packets directly, while the small charge packets are amplified by electron multiplication and then output, thus obtaining high sensitivity and large dynamic range, which can reach 150000 times. A good low-light imaging effect is obtained under 10-4 Lx light.

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  • 收稿日期:2022-11-07
  • 最后修改日期:2022-11-07
  • 录用日期:2022-12-06
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