紫外擴普CCD

簡介

紫外擴普CCD器件是一種金屬-氧化物-半導體結構的器件，由大量按照X向和Y向排列成二維陣列的光敏感像素組成，能夠存儲由入射輻射在像敏單元激發出的光信息電荷。

像素的光生電荷耦合能在適當相應的時鐘脈衝驅動下，把存儲的電荷以電荷包的形式定向傳輸轉移到電荷存儲區，再依次輸出至放大器，實現自掃描。每個像素感光後所收集到的電荷總數直接與光子照射像素的數量有關。所有像素讀出後產生一個場景的電子圖像，完成從光信號到點信號的轉換。CCD的弱點是讀出的序列性，只有讀出速度緩慢，才能實現低噪聲。CCD器件根據光敏元像素排列規模，分為線列和面陣，根據電荷轉移方式，又分為全幀、幀轉移和隔行轉移3種。

類型

全幀CCD

全幀CCD器件在曝光之後，所有行的電荷向下移動一行，與像素水平一直的電荷順序移向串列存儲器，該過程一行接一行地不斷重複，整個像素陣列被成像器件或晶片讀出，直至最後頂行移到底行並被移出，然後準備累計另一幅圖像。全幀CCD必須在讀出過程中關閉快門以使其保持黑暗，提供高解析度和高密度圖像。

幀轉移

幀轉移CCD器件由成像區、暫存區和讀出暫存區3部分組成。成像區和存儲區都以CCD移位暫存器為基礎，成像區的電極是透明的，而存儲區的電極不透明。成像區在積分期積累起一幀電荷包陣列，當積分期結束後進入下一個積分區。

幀轉移的特點在於光敏面占空因子高，可有效利用輻射能。整幀圖像在光敏成像區積累信號電荷，CCD移位暫存器在場消隱期間把信號電荷一行一行地傳送到存儲區中，然後每行信號電荷由行CCD移位暫存器傳送到輸出端，形成圖像信號。

隔行轉移CCD

在隔行轉移CCD中，不透明的掩膜覆蓋了探測器的每個偶數列，覆蓋列的勢阱供讀出使用。曝光後，每一個曝光的勢阱中的電荷包移動到相鄰的掩膜阱中。由於所有的電荷組一起被移動，因此傳送時間很短。當暴露的勢阱在下一幅圖像時，掩膜阱中的電荷移下、移出。這種晶片上每列的有效像素是實際數的一半，掩蓋的列占據了一半的表面，因此只有不超過百分之五十的面積是光敏的。

由於CCD是MOS結構器件，正面CCD較厚的二氧化矽柵介質和多晶矽柵對UV光子均有較高的吸收，UV光子幾乎不能到達矽襯底，因此，CCD直接用於UV光子探測時效率很低。