作為現(xiàn)代檢測儀器大家庭中的一員,光譜儀的出現(xiàn)為分析和檢測物質(zhì)的組成成分提供了一個(gè)新的途徑,由于其自身所擁有的諸如,檢測速度快,檢測結(jié)果可靠性高,可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。但以傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的光譜儀由于設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的不同和當(dāng)時(shí)技術(shù)的局限存在一些基礎(chǔ)性的不足,在應(yīng)用中普遍存在體積過于龐大,與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合不夠緊密,測量精度有待進(jìn)一步提高的問題。而線陣CCD（圖像傳感器）作為光譜儀的檢測器件并連絡(luò)當(dāng)代電子技術(shù)的新一代光譜儀管理了以前很難克服的難題,為光譜儀的在檢測范圍的進(jìn)一步應(yīng)用供給了更大的成長空間�；诂F(xiàn)代光學(xué)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)本文提出了一種應(yīng)用CCD半導(dǎo)體器件作為感光元件的新型光譜儀設(shè)計(jì)思路。文中首先介紹了直讀光譜儀的在海內(nèi)外的生長情況及應(yīng)用道理。對半導(dǎo)體元件作為新型光譜儀的核心光感器進(jìn)行了探索研究,并嘗試在電路設(shè)計(jì)部分引入技術(shù)比較成熟的處理器為焦點(diǎn)的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連系ILX554B（驅(qū)動(dòng)電路）構(gòu)成一個(gè)完整的光學(xué)檢測系統(tǒng)。本文首先介紹了光譜儀的發(fā)展歷程和時(shí)代背景,對光學(xué)設(shè)備的一些基本理論進(jìn)行了介紹,對CCD光學(xué)圖像傳感器的工作原理和基本原理進(jìn)行了介紹。通過將現(xiàn)代光學(xué)... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１光譜測量系統(tǒng)??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ??

構(gòu)成ＣＣＤ最基本的平元也就是金屬—－誠化物＿—?＇丨／：？導(dǎo)體場效丨、；／：品休哲（Ｍｅｔａｌ?Ｏｘｉｄｅ??Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，?ＭＯＳ）。ＣＣＤ的光敏平元是ｌＵ佶號的產(chǎn)４？：和存儲(chǔ)單元，光敏中？元Ｍ坫礎(chǔ)的??構(gòu)成是金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)（ＭＯＳ結(jié)構(gòu)），ＣＣＤ的ＭＯＳ結(jié)構(gòu)如圖２．２，通常以Ｐ型招：??材料制作為襯底，在襯底丨：形成械化過的ｓｉ〇２＾化接，柵電極是在ｓｉ〇２Ｍ上沉枳？而金??域鋁，并將…偏置電樂放在襯底和金屬電極間，勻光照到ＣＣＤ光敏時(shí)，電子空穴對就在??Ｐ型礎(chǔ)材料襯底屮產(chǎn)生了，而帶正屯荷的空穴足在柵極電壓的作用被排斥，而作為少數(shù)載??流子的光電了？則被收集。??金厲層??丫??ＪｒｎｍＬｍｍ?．，?氧化物層??Ｓｉ〇２??－－Ｐ型硅襯底??＇?Ｌ??陽２．２?ＣＣＤ的ＭＯＳ結(jié)構(gòu)??Ｉ：ｉｇ．２．２?ＭＯＳ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＣＣＤ??２．３．１電荷轉(zhuǎn)換注入到輸出??２．３．１．１電荷轉(zhuǎn)換注入??ＣＣＤ傳感器注入電荷有兩種方式ｌｌＵ２１，?？種為迎過光線照射獲得，另？種方式是通??過電流的形式注入獲得。通過將光佶號轉(zhuǎn)化為屯荷之Ｍ，屯砬氺能被汴入。光線照射獲??得的就是３光線照射到感光件ＣＣＤ上吋，在硅半導(dǎo)體器件（感光度非常高的半導(dǎo)體材??料）的內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生？對電子空穴

響）、Ｖ：度也被稱為靈敏度（Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ，?Ｒ）足指即在＂ｊ娘得巾．位倍９丨，＇彳息的Ｍ時(shí)所消??耗的有效光通量｜１８＇１９１。我們可以把它理解為是一種電壓與單位光通量的抑制比例關(guān)系，??在圖２．４中可以反映出來。??靈敏度反映丫?ＣＣＤ在接收到微小電信號的吋候所作出反成快慢的能力換，７之就足其??輸出轉(zhuǎn)化能力的大小。由半導(dǎo)休制成的這種光感傳感器，它所表現(xiàn)出的光學(xué)性質(zhì)與同樣??采用硅元素制成的硅靶攝像管相似，在同樣量級單位下產(chǎn)生的信號強(qiáng)度與曝光ｆｔ恒定成??比例。在圖２．４中曝光Ｍ用Ｘ軸代農(nóng)，信號輸出用Ｙ軸代表，以得出對應(yīng)的特ｎ曲線??用Ｋ式表示：??ｙ?＝?ｃｏｃｒ?＋?ｂ?（２．１?）??（ｒＶ??！?Ｓ／ＩＴ??１?ｉ、ＫＪ：??ｓ?丨：??圖２．４?ＣＣＤ光電轉(zhuǎn)換特ｔ生??Ｆｉｇ．２．４?Ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｔｒ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3617199