EMBCCD的低噪声技术研究
EMBCCD(Electron Multiplying Back-illuminated Charge Coupled Device,电子倍增背照明CCD)是探测领域内一种新型的灵敏度极高的固体微光成像器件。它采用独特的片上增益技术实现了与ICCD(像增强器CCD)、EBCCD(电子轰击型CCD)相近的灵敏度,另外采用背照明的方式使灵敏度得到进一步提高。
对于微光成像器件来说,噪声不仅仅是制约了系统的极限探测性能,还对成像质量好坏产生重要影响。因此,对EMBCCD系统进行低噪声系统设计,对于提高系统的信噪比,扩展系统的动态范围具有重要意义。
本文首先介绍了EMCCD的工作原理,以及本次课题采用的EMBCCD的基本结构和驱动电路,分析了EMBCCD的外围电路。另外,从EMBCCD的噪声分析入手,分别从电源模块的优化设计、CCD信号的滤波隔直设计、CCD采样方式的优化设计、半导体制冷系统的设计,以及图像的数字处理方法等方面对EMBCCD系统进行总体降噪优化处理。
最后经测试证明,本次降噪优化设计有效,能够显著降低系统的噪声。