文档介绍：CCD图像传感器
成像系统组成
UV/white epi
illumination
UV/white transillumination
Sample
CCD Camera
Lens
Filters
UV/
CCD 图像传感器
CMOS图像传感器
像元内放大器
电荷-电压转换/放大
CCD与CMOS比较
象素:　　分辨率指屏幕上象素的数目，象素是指组成图像的最小单位，也即上面提到的发光“点”。比如，640×480的分辨率是说在水平方向上有640个象素，在垂直方向上有480个象素。
CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器
而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。
CCD采光方式
前照式:
光从正面照射芯片形成电荷
背照式:
光从背面通过并直接进入二极管
光子效率可达到80%
电荷的生成
理想情况下，电极材料应该是完全透明的，实际上这些材料对光都有一些吸收和反射。如多晶硅电极对短波光有较强的吸收和反射，减少了最终到达硅片的光子数量，如图中λ1和λ2所表示的情况。
x：吸收
y ：复合
材料的吸收系数和反射率与波长有关，在可见光波段，波长越短吸收系数和反射率越大。
图中光线的颜色只是示意，不代表光谱！
CCD短波限制
与结构及材料有关
电荷的生成
深蓝光(400nm)m见图中的λ3。
x：吸收
y ：复合
图中光线的颜色只是示意，不代表光谱！
电荷的生成
红光(650nm)m，激发出的电子在收集区外生成，复合寿命长，热扩散使这些电子被收集。见图中的λ5。
x：吸收
y ：复合
图中光线的颜色只是示意，不代表光谱！
厚型前照明 CCD
光在表面电极产生反射和吸收，使这种CCD的量子效率比较低，对蓝光的响应非常差。其电极结构不容许采用提高性能的增透膜技术。增透膜技术在薄型背照明CCD可以采用。
n-型硅
p-型硅
二氧化硅绝缘层
多晶硅电极
入射光子
625mm
电荷的生成降低反射
硅片减薄到 15m左右，光线由背面射入，避免了电极对光线的阻挡，可以得到很高的量子效率。由于可以在硅表面制作减反膜，短波响应将得到很大提高。
n-型硅
p-型硅
二氧化硅
多晶硅电极
减反(AR)膜
Incoming photons
15mm
薄型背照明 CCD
电荷的生成降低反射
薄型CCD对近红外光线几乎透明，因此长波响应很差。
空气或真空的折射率为，硅为。利用上述方程式可以得出在空气中硅的反射率是 32%。除非采取适当的措施消除这种反射，否则硅CCD只能探测到2/3的入射光子。增透膜可以解决这个问题。
硅的折射率(ns)很高，很多入射光子会在其表面反射。
ni
ns
在两种不同折射率物质的界面上光子的反射率为
=
[ ]
ns-ni
ns+ni
2
电荷的生成降低反射
空气
硅
加入增透膜以后，有三种介质需要考虑：
[ ]
ns x ni-nt
2
ns x ni+nt
2
2
当时反射率将降为零！满足这个条件材料的折射率为 nt = ，幸运的是这种材料是存在的，它就是二氧化铪（Hafnium Dioxide）。通常天文学所使用的 CCD都用这种材料作为增透膜。
nt
ns ni
2
=
反射率降为：
空气
ni
ns
增透膜
硅
nt
电荷的生成降低反射
CCD量子效率
量子效率（ Quantum Efficiency ）-阴极发射出的光电子数量与入射光光子的数量比，用以表诉CCD在不同波长下的响应值
在同一波长下QE值越高CCD品质越好
CCD对于不同波长的光的响应时间的敏感度不同
背照式CCD比前照式CCD有更好的量子效率
多数衡量QE高低是在425nm波长
影响QE的因素有吸收(absorption)、反射(reflection)和穿越(transmission) 等。
CCD系统信噪比
信噪比（ Signal to Noise Ratio ）
-衡量信号及噪音的关系
-表征检测的限度（灵敏度）
噪音常常表现在电子元件传输或接收信号的时候
CCD