CCD光電轉換特性及靈敏度測量

2022-12-08 07:36:03 字數 863 閱讀 1163

實驗四 ccd光電轉換特性及響應靈敏度測量

實驗內容:

實驗電路圖已搭建好,開啟光源和計算機,通過ccd接收光訊號,電腦上顯示的輸出訊號圖形。將驅動頻率和積分時間檔位分別調為1和05。然後調節光圈使影象到達飽和。

向遠離光源方向移動ccd光電轉換器,並記錄下對應電腦上顯示的輸出訊號的平均值v記錄如下表所示:(l——鏡頭焦點與ccd間距 v——輸出訊號平均值)

有上表將距離的平方的倒數1/l*l作為橫座標,輸出訊號v作為縱座標畫圖如下所示:

圖1)將驅動頻率和積分時間的檔位分別改為1和10,然後重新記錄得到一組資料如下表所示:

再將驅動頻率和積分時間的檔位分別改為2和05,再次記錄一組資料如下**所示:

分析:本實驗為靈敏度測試實驗,靈敏度為ccd光電轉換特性曲線線性部分的斜率,反應ccd光電轉換效率,要求出斜率,則必須得到**量(光強與光照時間的乘積)和對應**量的輸出訊號,從而繪製出ccd光電轉換特性曲線,驅動頻率和積分時間不變時,**時間基本不變,此時**量與光強成線性關係,而ccd接收到的光強與光路中鏡頭的焦點和ccd間距離的平方的倒數(即1/l*l)成正比,所以本次實驗通過改變距離l的值,記錄下對應的輸出訊號v,從而繪製出一條類似ccd光電轉換特性曲線,該曲線的斜率並非靈敏度,但其變化規律與靈敏度同,故可以據此得出影響靈敏度的因素及靈敏度的變化規律.

上訴三個**分別表示積分時間和驅動頻率改變時對輸出訊號的影響,其變化規律相同,以距離的平方的倒數(即1/l*l)為橫座標,輸出訊號的平均值v為縱座標所繪製出的曲線變化趨勢均與ccd光電轉換特性曲線類似如上述圖1所示。

從三個**可以看出積分時間或驅動頻率的增加均會使得訊號隨距離的變化較緩慢,即光電轉換特性曲線的線性部分更平緩,也即靈敏度更低。簡言之及驅動頻率增加,靈敏度降低;積分時間增加,靈敏度降低。

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