[发明专利]一种EMCCD电荷转移效率的测试方法

说明书

本发明公开一种EMCCD电荷转移效率的测试方法，包括以下步骤：a、采用非倍增模式，测量EMCCD的非倍增输出信号电荷在转移前的数值V2，并记录此时所有的交直流电极数据、温度数据与光照数据；b、采用倍增模式，交直流电极数据、温度数据与光照数据按照步骤a执行，单独调节倍增电极，测量EMCCD的倍增输出信号电荷在转移前的数值V1；c、将V1与V2代入公式，计算得到EMCCD电荷转移效率；该方法基于EMCCD已有的版图结构，无需更改电路版图与工艺，能够对EMCCD的电荷转移效率准确的测试与计算。

技术领域

本发明涉及光电器件测试技术领域，具体是一种EMCCD电荷转移效率的测试方法。

背景技术

EMCCD 即电子倍增电荷耦合器件，是探测领域内灵敏度极高的一种高端光电探测产品。每个像元间电荷包中的电荷随着相位时钟电压的改变在像元之间传递，电荷转移效率表示成功传递到下个像元的电荷量损耗程度。在EMCCD中，有些像素的信号电荷需要经过几千次转移才能达到器件输出端口，而电荷转移效率降低，将会导致此类像素的信号电荷严重衰减，降低动态范围，增加了像素间的差异，图像会有拖尾等现象。

国标上,电荷转移效率的计算公式是,式中是器件的电荷转移效率，V1是转移的第一个电荷包，V2是保持恒定的电荷包，n是转导次数，即相位×位数。

现行的测试方法是：给EMCCD上电，光源输出均匀光照，调节光源和电极，使器件的输出信号是峰值信号的一半处，此时，在输出端采集到的行第一个像素的幅度值记为V1，采集到的整行像素的平均值记为V2。代入公式计算所得既是电荷转移效率。由于EMCCD特殊的电路结构形式，测试时只能在输出端测得V1和V2，此时已是转移完成的像素，在公式中实则用的是转移完成的行第一个像素信号与行均值信号的比值，因无法在转移前测得行第一个像素，一直以来均采用了转移后的像素信号模糊计算，准确度有偏差，偶有计算结果超过100%的现象出现。

EMCCD中的信号电荷可以通过光注入和电注入两种方式得到，为了能准确评估电荷转移效率，行业里有采用较为极端的电注入的方式进行测试。所谓的电注入，就是EMCCD通过输入结构对信号电压或电流进行采样，将信号电压或电流转换为信号电荷。这种做法优点是在信号电荷转移前，已能准确计算出信号电荷量，在转以后再测得被转移n次后的信号电荷量，代入公式可较为准确的得到电荷转移效率参数；缺点是对EMCCD版图和工艺有较大改动，在电路版图上需要为测试转移效率专门做测试验证电路，同时为了防止无谓的光注入，在感光区某行或列要表面覆盖铝，此行或列就无法感光，不能当作功能电路使用，改版的费用昂贵，且增多了很多无功能的区域，面积无谓增大，为测试转移效率付出过大的代价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种EMCCD电荷转移效率的测试方法，该方法基于EMCCD已有的版图结构，无需更改电路版图与工艺，能够对EMCCD的电荷转移效率准确的测试与计算。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种EMCCD电荷转移效率的测试方法，包括以下步骤：

a、采用非倍增模式，测量EMCCD的非倍增输出信号电荷在转移前的数值V2，并记录此时所有的交直流电极数据、温度数据与光照数据；

b、采用倍增模式，交直流电极数据、温度数据与光照数据按照步骤a执行，单独调节倍增电极，测量EMCCD的倍增输出信号电荷在转移前的数值V1；

c、将V1与V2代入公式，计算得到EMCCD电荷转移效率。

进一步的，所述步骤a按以下子步骤执行：

a1、给EMCCD上电，采用绿光光源，光源输出均匀光照；

a2、采用非倍增模式，调节光源，使EMCCD的输出信号是峰值输出信号的一半；