[发明专利]测量CCD芯片暗电流和双倍温度常数的方法

说明书

本发明属于测量技术领域，具体涉及对CCD芯片暗电流和双倍温度常数的测量，用于CCD芯片的研制、评估及筛选。

背景技术

在CCD芯片的研制和应用当中，由于加工和测量技术的限制，导致CCD芯片的实际暗电流、双倍温度常数和厂商给出的测量值具有一定的差异，而在一些关键应用领域，需要定量了解CCD芯片的实际性能参数，从而对采集到得数据进行合理的校正，得到更准确的数据。因此，有必要提出一种方法来有效的测量CCD芯片的暗电流和双倍温度常数，通过这两个性能参数，对CCD输出数据进行处理，得到更切合实际的数据。

传统的测量CCD芯片参数的系统由于没有温控设备，导致无法测量CCD芯片的暗电流和双倍温度常数，从而无法评估CCD芯片的噪声和温度的相关程度，使用户在芯片筛选上没有与温度相关的参数可供参考，同时也不利于用户对CCD芯片的使用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提出一种测量CCD芯片暗电流和双倍温度常数的方法，通过使用杜瓦瓶温控室调节CCD芯片的工作温度，实现对CCD芯片暗电流和双倍温度常数的测量，为用户提供详细的与温度相关的性能参数，从而指导用户对CCD芯片的筛选和使用。

为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：

1)将待测CCD芯片放置在杜瓦瓶温控室当中，杜瓦瓶温控室密封不透光，使CCD芯片处于一个无光照的环境中，将CCD芯片与控制电路对应接口相连，该控制电路用于控制CCD芯片成像；

2)通过CCD芯片自带的电子快门调整CCD芯片的积分时间，控制CCD芯片的曝光量来进行图像拍摄；

3)选取温度参数调节杜瓦瓶温控室，使CCD芯片处在一个80K到常温的恒定温度下工作，设温度为T_ref；

4)选取至少50个等间隔分布的积分时间(t₁，t₂，t₃...，t_X)，其中X为实际选取的积分时间数目，使用这些积分时间调节CCD芯片的曝光量，对每一个积分时间，拍摄不少于5张图像；

5)对于选取的每一个积分时间t_i，i∈1，2，3，...，X，抽取拍摄图像序列中间位置的1张图像，求图像的平均灰度值μ_i；

6)对X个坐标(t_i，μ_i/K)，进行线性拟合，得到一条直线，求出该直线的斜率，即为暗电流μ_I，其中K为系统增益，i∈1，2，3，...，X；

7)选取Y个等间隔分布的CCD芯片工作温度(T₁，T₂，T₃...，T_Y)，用这些积分时间分别设置CCD芯片的工作温度，对于每一个工作温度T_i，i∈1，2，3，...，Y，测量其对应暗电流μ_Ii，Y为所选取的CCD芯片工作温度的数目；

8)由每一个工作温度T_i对应一个暗电流μ_Ii，构造Y个坐标点(log₂μ_Ii，T_i-T_ref)，并对这Y个对标点进行线性拟合得到一条直线，求得该直线斜率a，计算双倍温度常数Y为所选取的CCD芯片工作温度的数目，T_ref为参考温度。

本发明具有如下优点：

1)本发明由于采用杜瓦瓶进行温度控制，实现了与温度相关暗电流和双倍温度常数两个参数的测量。

2)本发明对于双倍温度常数和暗电流参数采用线性拟合的方式进行计算，能够排除单次测量所造成的随机误差。

3)本发明选取的数据采用拍摄多张，选取中间图像的方法，很好的排除了成像系统的误差，提高了测量参数的精度。

附图说明

图1是本发明所用到的硬件采集系统框图；

图2是本发明测量CCD芯片暗电流μ_I和双倍温度常数T_d的流程图。

具体实施方式

CCD芯片是一种广泛使用的成像器件，大量应用于天文学、航空航天、生物和医学研究、分子动力学、光谱学、水下摄影、X射线检测等许多领域，为此对CCD芯片的性能参数进行评估是至关重要的。目前，对CCD芯片进行评估主要包括：