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CMOS探测器在检出限和稳定性方面能够超出CCD光谱仪的原因

  • 发布日期:2022-04-26      浏览次数:54
    •   CMOS技术在直读光谱仪领域的应用人类借助光认知世界有两种方式:一是光学成像,二是光谱分析。光学成像可以看到物质世界的形状、尺寸等外在信息;光谱分析可以获得物质成分信息,帮助看清事物的本质。光谱仪器理论提出于19世纪,但实用化的光谱仪器技术的发展经历了漫长的过程。
        CMOS探测器在检出限和稳定性方面能够超出CCD光谱仪的重要原因:
        1)灵敏度
        CMOS探测器的像素阵列已高于大部分的商用CCD探测器了。大面阵的探测器能够使系统获得更高的光谱分辨率及空间分辨率,是提高光谱仪系统性能的重要技术力量。CMOS 探测器由于接近100%的高像元填充率而拥有用于高光谱成像系统的灵敏度优势。
        2)读取速度
        通过CCD与CMOS图像传感器结构和原来可以看出,CCD以串行的方式将电荷信号一位接着一位的位移,再进行统一的放大电路处理转换成电压输出,CMOS传感器内部包含放大器件,它直接输出电压信号,它可以在行、列两个维度上并行地将电压信号输出,然后再经外面的电路进一步处理,这种并行读取信号的高速体系结构在工作速度方面明显优于CCD。
        3)响应均匀性
        近些年来随着半导体工艺和集成电路技术的飞速发展,现在CMOS传感器的响应均匀性与CCD的已相差无异,甚至现在的CMOS传感器响应均匀性要好于CCD。
        4)电路集成化
        CCD的电路结构受像素内部读取方式决定,电路结构复杂,功耗大,难于把外部电路与芯片放在一起实现集成化,而CMOS传感器可以把驱动电路、放大电路、信号处理电路放在一起实现集成化,可以把CMOS传感器做到微型化。CMOS技术能够更好地满足用户对各种应用中新型图像传感器不断提升的品质要求,如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态范围、更高的分辨率、更低的功耗以及更加优良的系统集成等。

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