发布时间 : 星期三 文章张永林老师版《光电子技术》 - 图文更新完毕开始阅读
阱的空阱深度相同，但因φ1下面存储有电荷，则φ1势阱的实际深度比φ2电极下面的势阱浅，φ1下面的电荷将向φ2下转移，直到两个势阱中具有同样多的电荷。t3时刻，φ2仍为高电位，φ3仍为低电位，而φ1由高到低转变。此时φ1下的势阱逐渐变浅，使φ1下的剩余电荷继续向φ2下的势阱中转移。t4时刻，φ2为高电位，φ1、φ3为低电位，φ2下面的势阱最深，信号电荷都被转移到φ2下面的势阱中，这与t1时刻的情况相似，但电荷包向右移动了一个电极的位置。当经过一个时钟周期T后，电荷包将向右转移三个电极位置，即一个栅周期（也称一位）。因此，时钟的周期变化，就可使CCD中的电荷包在电极下被转移到输出端，其工作过程从效果上看类似于数字电路中的移位寄存器。
φφφ123φφ1t1t2t3t42t1t2t3t4φ3
电荷输出结构有多种形式，如“电流输出”结构、“浮置扩散输出”结构及“浮置栅输出”结构。其中“浮置扩散输出”结构应用最广泛，。输出结构包括输出栅OG、浮置扩散区FD、复位栅R、复位漏RD以及输出场效应管T等。所谓“浮置扩散”是指在P型硅衬底表面用V族杂质扩散形成小块的n+区域，当扩散区不被偏置，即处于浮置状态工作时，称作“浮置扩散区”。
电荷包的输出过程如下：VOG为一定值的正电压，在OG电极下形成耗尽层，使φ3与FD之间建立导电沟道。在φ3为高电位期间，电荷包存储在φ3电极下面。随后复位栅R加正复位脉冲φR，使FD区与RD区沟通，因 VRD为正十几伏的直流偏置电压，则 FD区的电荷被RD区抽走。复位正脉冲过去后FD区与RD区呈夹断状态，FD区具有一定的浮置电位。之后，φ3转变为低电位，φ3下面的电荷包通过OG下的沟道转移到FD区。此时FD区（即A点）的电位变化量为：
?VA?QFD C式中，QFD是信号电荷包的大小，C是与FD区有关的总电容（包括输出管T的输入电容、分布电容等）。
φ3φRφt1t2t3t4t53t1t2t3t4t5φR
CCD输出信号的特点是：信号电压是在浮置电平基础上的负电压；每个电荷包的输出占有一定的时间长度T。；在输出信号中叠加有复位期间的高电平脉冲。据此特点，对CCD的输出信号进行处理时，较多地采用了取样技术，以去除浮置电平、复位高脉冲及抑制噪声。 4.4 CCD驱动脉冲工作频率的上、下限受哪些条件限制，应该如何估算？
4.5双列两相CCD驱动脉冲φ1、φ2、SH、RS起什么作用？它们之间的位相关系如何？为什么？
?1、?2：驱动脉冲1、驱动脉冲2，将模拟寄存器中的信号电荷定向转移到输出端形
成序列脉冲输出。 SH：转移栅控制光生电荷向CCDA或CCDB转移。
RS：复位脉冲，使复位场效应管导通，将剩余信号电荷卸放掉，以保证新的信号电荷接收。
4.7 TCD1200D的中心距为14μm，它能分辨的最小间距是多少？它的极限分辨率怎样计算？ 它能分辨的最小间距是14μm。
4.8简述变像管和图像增强器的基本工作原理，指出变像管和图像增强器的主要区别。
亮度很低的可见光图像或者人眼不可见的光学图像经光电阴极转换成电子图像； 电子光学系统将电子图像聚焦成像在荧光屏上，并使光电子获得能量增强； 荧光屏再将入射到其上的电子图像转换为可见光图像。 变像管：接受非可见辐射图像并转换成可见光图像的直视型光电成像器件：红外变像管、紫外变像管和X射线变像管等，功能是完成图像的电磁波谱转换。
像增强器：接受微弱可见光图像的直视型光电成像器件：级联式像增强器、带微通道板的像增强器、负电子亲和势光阴极的像增强器等，功能是完成图像的亮度增强。
5.1光盘记录有什么优点？ 存储密度高。非接触式读/写信息（独特）。存储寿命长。信息的信噪比高。信息位价格低。 ⑴存储密度高⑵数据传输速率高⑶存储寿命长⑷信息位价低⑸更换容易
5.2光盘发展经历了哪几代？每一代的特点是什么？
自美国ECD及IBM公式共同研制出第一片光盘以来，光盘经历了四代： ⑴只读存储光盘（read only memory，ROM）
这种光盘中的数据是在光盘生产过程中刻入的，用户只能从光盘中反复读取数据。这种光盘制造工艺简单，成本低，价格便宜，其普及率和市场占有率最高。
⑵一次写入多次读出光盘（write once read many，WORM） 这种光盘具有写、读两种功能，写入数据后不可擦除。 ⑶可擦重写光盘（rewrite,RW）
用户除了可在这种光盘上写入、读出信息外，还可以将已经记录在盘上的信息擦除掉，然后再写入新的信息；但擦与写需要两束激光、两次动作才能完成。
⑷直接重写光盘（overwrite，OW）
这种光盘上实现的功能与可擦重写重写光盘一样，所不同的是，这类光盘可用同一束激光、通过一次动作就擦除掉旧信息并录入新信息。
5.3说明ROM光盘的存储原理。
将事先记录在主磁带上的视频或音频信息通过信号发生器、前置放大器去驱动电光或声光调制器，使经过调制的激光束以不同的功率密度聚焦在甩有光刻胶的玻璃衬盘上，使光刻胶曝光，之后经过显影、刻蚀，制成主盘（又称母盘，master），再经喷镀、电镀等工序制成副盘（又称印模,stamper），然后再经过“2P”注塑形成ROM光盘。
5.4说明激光热致相变RW光盘的读、写、擦原理。
近红外波段的激光作用在介质上，能加剧介质网络中原子、分子的振动，从而加速相变的进行。因此近红外激光对介质的作用以热效应为主，其中写、读、擦激光与其相变的进行。图的上半部是用来写入、读出及擦除信息的激光脉冲，下半部表示出在这三种不同的脉冲作用下，在介质内部发生的相应相变过程。
⑴信息的记录 对应介质从晶态C向玻璃态G的转变。选用功率密度高、脉宽为几十至几百纳秒的激光脉冲，使光斑微区因介质温度刹那间超过熔点
Tm而进入液相，再经过
液相快瘁完成到达玻璃态的相转变。
⑵信息的读出 用低功率密度、短脉宽的激光扫描信息道，从反射率的大小辨别写入的信息。一般介质处在玻璃态（即写入态）时反射率小，处在晶态（即擦除态）时反射率大。在读出过程中，介质的相结构保持不变。
⑶信息的擦除 对应介质从玻璃态G向晶态C的转变。选用中等功率密度、较宽脉冲的激光，使光斑微区因介质温度升至接近
Tm处，再通过成核－生长完成晶化。在此过
程中，光诱导缺陷中心可以成为新的成核中心，因此激光作用使成核速率、生长速度大大增