資源描述：
《超高靈敏度新型super》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、超高靈敏度新型Superlunouseg(this)">微電子技術(shù)以及光電子技術(shù)的不斷發(fā)展，近幾年來，攝像器件的發(fā)展已能滿足高質(zhì)量圖像的要求。但是，如果在黑暗條件下進行成像和觀察，則要求攝像器件有更高的靈敏度。目前一般采用雪崩倍增膜法來提高靈敏度，這種方法結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本較低，是一種混合式結(jié)構(gòu)。采用該結(jié)構(gòu)的受光面為形成的玻璃片上的雪崩倍增膜。再用微型銦柱將倍增膜連接在固體讀出電路上（如MOS或CMOS讀出電路）。該微型銦柱主要起機械和電氣的連接作用。攝像管的高靈敏度和超高靈敏度化標志著超高靈敏度攝像機的誕生
2、，它不僅適用于高分辨率電視（HDTV）攝像系統(tǒng)，而且大大提高了標準電視攝像系統(tǒng)的質(zhì)量。它的使用必將給電視節(jié)目制作和演播室照明技術(shù)帶來新的變化。2高靈敏度攝像管的發(fā)展過程攝像管的研究工作目前已在提高靈敏度和分辨率、降低惰性及噪聲影響等方面取得進展。日本已先后推出HARP和Super-HARP攝像管，這些攝像管以其極高的靈敏度被認為是當今新一代攝像管的代表。以往在Station或Plumbicon三管攝像機以及CCD攝像機進行拍攝時，只要照度低于20Lux,圖像質(zhì)量就難以保證。而硅靶增強型（SIT）攝像管和圖像增強型（
3、IT）攝像管雖然具有較高的靈敏度，但由于存在較強的惰性和較大的噪波，加之分辨率較低，也難以形成理想的圖像。1987年，日本NHK研究所發(fā)現(xiàn)非晶硒與晶體半導(dǎo)體一樣具有雪崩式倍增作用，在此基礎(chǔ)上發(fā)明了可在低照度條件下產(chǎn)生良好的電視圖像的新型光電導(dǎo)體和靶結(jié)構(gòu)，即高增益雪崩倍增非晶光電導(dǎo)體（HighgainAvalanvheRushingamorphousPhotoconductor），500)this.style.ouseg(this)">簡稱HARP靶。利用這種結(jié)構(gòu)研制的攝像管的靈敏度要比普通攝像管高10倍，并且能產(chǎn)生
4、與HDTV攝像管相同的高質(zhì)量圖像。且該攝像管不僅適用于標準電視系統(tǒng)，而且非常適用于HDTV系統(tǒng)。1988～1993年，日本NHK研制成功了在20nm～1.9μm甚至x波段內(nèi)有光響應(yīng)的多種HARP靶攝像管，并被命名為“Harpicon”和“Super-Harpicon”。1991年，NHK又硬件出更高靈敏度的Super-HARP攝像管。它的靈敏度比普通攝像管和CCD攝像器件高100倍，并能在由日光到月光這樣寬的照明條件下形成高質(zhì)量圖像，從而成為新一代的電視攝像管。3HARP和Super-HARP攝像管的原理當半導(dǎo)體中
5、空間電荷區(qū)的電場增強時，通過空間電荷區(qū)的電子和空穴在電場的作用下獲得的能量亦隨之增大。這樣，晶體中運動的電子和空穴將不斷地與晶體原子發(fā)生碰撞。當電子和空穴的能量足夠大時，通過碰撞，可使其價鍵中的電子激發(fā)形成自由電子空穴對，這種現(xiàn)象稱為碰撞電離。新產(chǎn)生的電子空穴對與原有的電子和空穴一樣，在電場作用下，也向相反的方向運動，并重新獲得能量。通過碰撞又將產(chǎn)生新的電子空穴對，這就是載流子的倍增效應(yīng)。由于這種雪崩倍增現(xiàn)象同樣存在于非晶硒中，所以HAPR和Super-HARP攝像管便可利用靶層內(nèi)的雪崩倍增現(xiàn)象獲得很高的靈敏度。圖
6、1是普通攝像管與HARP攝像管的工作原理比較。由圖1可見，在普通攝像管中，500)this.style.ouseg(this)">一個入射光子僅產(chǎn)生一個光生電子空穴對。而在HARP攝像管中，加在靶層中的強電場將使空穴朝電子束掃描運動方向加速，被加速的空穴與靶內(nèi)原子相撞并使其發(fā)生電離以產(chǎn)生新的電子空穴對。由于雪崩倍增，HARP攝像管中的每一個入射光子將可讀出大量的載流子。雪崩倍增的程序由靶厚度壓值決定。HARP攝像管的靶厚早先為2μm，現(xiàn)已增加到4μm，而Super-HARP攝像管則大幅度增加了厚度，已增加到25μm
7、。圖2為靶與信號電流在藍光入射時的關(guān)系曲線，可以看出，在420V靶壓附近，Super-HARP的靈敏度與普通攝像管相同，此時沒有雪崩倍增現(xiàn)象出現(xiàn)，藍光量子效率為70%。當靶壓超過420V時，信號電流迅速增加，在676V靶壓時，靈敏度可達普通攝像管的100倍。由于Super-HARP攝像管使用了6μm靶厚和676V靶壓，因而其靶內(nèi)雪崩倍增現(xiàn)象十分強烈，因而可獲得極高的靈敏度。Super-HARP攝像管與普通MSSATICON（2/3英寸）攝像管的外觀相同。1996年，日本NHK科學與技術(shù)研究所研制出超高靈敏度新型Su
8、per-HARP攝像機，這種攝像機所用的核心器件為全新的Super-HARP靶結(jié)構(gòu)（如圖3所示），為了與舊HARP靶和最初的Super-HARP靶的電流-電壓特性進行比較，圖4給出了新型Super-HARP的信號和暗電流與靶電壓的關(guān)系。4HARP和Super-HARP攝像管的技術(shù)特性4.1主要特點HARP和Super-HARP攝像管分別是高靈敏和超高靈敏的全
