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CCD與CMOS圖像傳感器輻射效應(yīng)測試系統(tǒng)

第１１期

等：ＣＣＤ與ＣＭＯＳ圖像傳感器輻射效應(yīng)測試系統(tǒng)　　　　李豫東，

２７７９

，ｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｒｏｃｅｓｓｉｎｓｕｂｓｓｔｅｍｓｆｏｒｔｅｓｔｉｎｒｅｓｏｎｓｅｓｓｅｃｔｒｕｍｒｅｓｏｎｓｅａｎｄｏｕｔｕｔｄａｔａ．Ｉｔｉｓａ　　　　　　　　�。穑穑纾纾穑穑穑稹　。猓欤澹簦铮悖铮恚颍澹瑁澹睿螅椋觯澹欤幔睿洌酰幔睿簦椋簦幔簦椋觯澹欤簦澹螅簦幔睿洌幔睿幔欤澹簦瑁澹瑁铮簦铮澹欤澹悖簦颍椋悖颍澹螅铮睿螅澹幔睿洌螅澹悖簦颍幔欤悖瑁幔颉　　　　　　　　　　。穑穑穑瘢稹　。幔悖簦澹颍椋螅簦椋悖螅铮妫簦瑁澹洌澹觯椋悖澹螅裕瑁澹螅螅簦澹恚螅瑁铮鳎螅椋簦螅螅澹悖簦颍酰恚颍幔睿澹幔睿洌螅澹悖簦颍酰恚颍澹螅铮欤酰簦椋铮睿簦铮猓澹埃常福簦铩　　　　　　　　　　　　　。穑纾穑保宝蹋恚幔睿洌保睿恚颍澹螅澹悖簦椋觯澹欤裕瑁澹螅螅簦澹恚瑁幔螅猓澹澹睿悖铮恚猓椋睿澹洌鳎椋簦瑁簦瑁澹椋颍颍幔洌椋幔簦椋铮睿妫幔悖椋欤椋簦椋澹螅椋睿兀椋睢　　　　　　　　　　　。穑椋幔睿欤幔簦妫铮颍恚裕澹悖瑁睿椋悖幔欤桑睿螅簦椋簦酰簦澹铮妫校瑁螅椋悖螅Γ茫瑁澹恚椋螅簦颍簦铮悖铮睿螅簦椋簦酰簦澹幔妫铮颍颍幔洌椋幔簦椋铮睿澹妫妫澹悖簦螅椋恚酰欤帷　　　　　　　　　　。辏纾穑　。簦椋铮睿澹澹颍椋恚澹睿簦螅幔睿洌幔睿簦椋颍幔洌椋幔簦椋铮睿澹颍妫铮颍恚幔睿悖澹澹觯幔欤酰幔簦椋铮睿铮妫瑁铮簦铮澹欤澹悖簦颍铮睿椋悖椋恚幔椋睿洌澹觯椋悖澹螅茫酰颉　　。　　　。。穑穑穑纾纭。颍澹睿簦欤簦瑁澹螅螅簦澹恚瑁幔螅幔螅簦颍铮睿螅酰铮颍簦妫铮颍簦瑁澹颍澹螅澹幔颍悖琛。Γ洌澹觯澹欤铮恚澹睿簦铮妫洌铮恚澹螅簦椋悖幔睿簦椋颍幔洌椋颍铮觯椋洌澹洹　　　　　　　　　　。纾穑穑穑稹�，，ａｔｉｏｎＣＣＤａｎｄＣＭＯＳＡＰＳｄｅｖｉｃｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｔｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｉｍａｉｎ　　　　�。　　　。纾穑纾纭。铮妫螅幔悖澹螅澹悖簦铮颍螅裕瑁澹颍澹螅酰欤簦螅螅瑁铮鳎簦瑁幔簦簦瑁椋螅螅螅簦澹恚悖幔睿螅幔簦椋螅妫簦瑁澹颍澹酰椋颍澹恚澹睿簦螅铮妫颍幔洌椋幔簦椋铮睿洌澹觯椋悖澹蟆　　　　　　　　　　　　。穑瘛。颍澹螅澹幔颍悖瑁铮睿茫茫模幔睿洌茫停希樱洌澹觯椋悖澹螅澹妫妫澹悖簟　　　　　�

：；ＫｅｗｏｒｄｓＣＣＤ；ＣＭＯＳＡＰＳ；ｒａｄｉａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔａｎｔｉｒａｄｉａｔｉｏｎｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　�。。穑�

而且還需要進(jìn)國外設(shè)備不僅需要消耗巨額費(fèi)用，

１　引　言

、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)ＣＣＤ）　　電荷耦合器件（

體有源像素圖像傳感器（等光電成ＣＭＯＳＡＰＳ）　像器件是衛(wèi)星與空間光學(xué)載荷的核心器件，其空間應(yīng)用可靠性直接關(guān)系衛(wèi)星與載荷的在軌性能與

］１３－

。然而，運(yùn)行壽命［空間輻射環(huán)境會對上述光電

進(jìn)行光機(jī)電系統(tǒng)集成才能滿足試驗(yàn)要求，不能保證系統(tǒng)的適應(yīng)性與易用性。為突破以上制約，本文研制了光電成像器件抗輻射性能檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)融合了輻射效應(yīng)試驗(yàn)技術(shù)、光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)技術(shù)，具有通用性強(qiáng)和測量范圍寬等特點(diǎn)。測試功能全面、

它適用于不同種類的ＣＣＤ與ＣＭＯＳＡＰＳ的輻射　效應(yīng)測試評價(jià)。

從而導(dǎo)致器件性能退化成像器件產(chǎn)生輻射損傷，

］４７－

。因此，上述器件的空間輻射效甚至功能失效［

應(yīng)研究、抗輻射加固設(shè)計(jì)與抗輻射性能評估，是保證衛(wèi)星與載荷在軌性能與運(yùn)行壽命必須解決的關(guān)鍵問題。而器件的輻射效應(yīng)的測試分析、抗輻射性能檢測評估是解決問題的關(guān)鍵。

目前，美國、西歐研制與應(yīng)用的宇航ＣＣＤ、

一ＣＭＯＳＡＰＳ的抗輻射性能達(dá)到了很高的水平，　

另一方面得益于其先進(jìn)的器件工藝與制造技術(shù)，方面還得益于器件輻射效應(yīng)的測試分析與檢測評

］６１０－

。在國外，，估工作的深入開展［美國國家航空

２　檢測系統(tǒng)概述

檢測系統(tǒng)的研制廣泛且深入地參考了國內(nèi)外

］１１２３－

，光電成像器件的測試評價(jià)技術(shù)［該系統(tǒng)可對

、電荷轉(zhuǎn)移效率（飽和輸出電器件的暗信號、ＣＣＤ）響應(yīng)度、噪聲、非均勻性、動態(tài)范圍、信噪比、傳壓、

光譜響應(yīng)等主要參數(shù)進(jìn)行定量測試。檢遞函數(shù)、

測系統(tǒng)如圖１所示

。

、、噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（航天局（ＮＡＳＡ）ＪＰＬ）ＵＮＩ－ＳＹＳ等航天機(jī)構(gòu)均有專用于該類器件的檢測設(shè)

并在此基礎(chǔ)上形成了試驗(yàn)評備與試驗(yàn)測試條件，

估規(guī)范，用于器件的空間應(yīng)用選型及考核評估試、、驗(yàn)。ＡｄｖａｎｔｅｓｔＴｅｒａｄｎｅＰｕｌｓｅＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ等　ｙ國際知名測試設(shè)備制造商也都有針對光電成像器。近幾年，國件測試分析的自動測試設(shè)備（ＡＴＥ）內(nèi)也越來越重視抗輻射加固ＣＣＤ、ＣＭＯＳＡＰＳ　

技術(shù)及其在空間中的應(yīng)用，但是器件的研制能力與空間應(yīng)用水平與國外相比還有較大差距。主要制約因素之一就是缺乏相應(yīng)的試驗(yàn)測試條件。目前，國內(nèi)還沒有國產(chǎn)的此類專用試驗(yàn)設(shè)備，如果引

圖１　檢測系統(tǒng)實(shí)物圖Ｆｉ．１�。校瑁铮簦铮铮妫簦澹螅簦椋睿螅螅簦澹怼　。纾纾�

  本文關(guān)鍵詞：CCD與CMOS圖像傳感器輻射效應(yīng)測試系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。