一种TDICMOS探测器的筛选测试方法技术

一种TDICMOS探测器的筛选测试方法，涉及一种TDICMOS探测器的筛选测试系统，解决现有技术无法满足高空间分辨率的成像应用的问题，采用CTE和TDI两种工作模式结合的筛选测试方法。针对不同像素增益(电荷电压转换比)及PGA增益，不同温度和不同积分级数及单级积分时间长度下的暗电流将影响测试获得的满阱电荷数，从而获得的最大信噪比和动态范围是不同的，为准确的进行评估，在低温下采用短曝光时间进行暗噪声的测试，在恒定的低温下采用改变入射光能量的方式获得满阱电荷数；然后根据入射的光能量的等效光子数计算最大动态范围和信噪比的成像参数。

A Screening Test Method for TDICMOS Detector

A screening test method for TDICMOS detectors involves a screening test system for TDICMOS detectors. To solve the problem that the existing technology can not meet the needs of high spatial resolution imaging applications, a screening test method combining CTE and TDI modes is adopted. For different pixel gain (charge-voltage conversion ratio) and PGA gain, dark current at different temperatures, different integration stages and single integration time lengths will affect the full-well charge number obtained by the test. The maximum signal-to-noise ratio and dynamic range obtained are different. To accurately evaluate, dark noise is measured by short exposure time at low temperature and at constant low temperature. The full-well charge number is obtained by changing the incident light energy, and then the imaging parameters of the maximum dynamic range and signal-to-noise ratio are calculated according to the equivalent photon number of the incident light energy.

【技术实现步骤摘要】
一种TDICMOS探测器的筛选测试方法
本专利技术涉及一种TDICMOS探测器的筛选测试方法，具体涉及一种进行缺陷探测器筛选及性能最优化的参数设计的TDICMOS探测器的筛选测试系统。
技术介绍
CMOS图像传感器和CCD相比，不需要多种工作电压的驱动电路，也不需要外部的视频处理器进行模数转换等操作，具有体积小、重量轻、功耗低的优点。但由于CMOS图像传感器的工作电压低，和CCD相比，像素内能存储的电荷量偏少。当把CMOS内的读出电路的电荷电压转换比设置得较小，则可在较宽的入射光能量范围工作，但读出噪声偏高；当把CMOS内的读出电路的电荷电压转换比设置得较大，则读出噪声可降低，但仅能在较窄的入射光能量范围工作。因此可以把高、低电荷电压转换比的图像进行组合，同时获得高空间和光谱分辨率的光谱图像最佳的信噪比和动态范围。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术无法满足高空间分辨率的成像应用的问题，提供一种基于TDICMOS探测器的筛选测试方法。一种TDICMOS探测器的筛选测试方法，采用电荷转移效率测试模式和TDI测试模式相结合的方式进行探测器筛选测试；步骤一、探测器缺陷筛选测试，在TDI工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TDICMOS探测器的筛选测试方法，其特征是：采用电荷转移效率测试模式和TDI测试模式相结合的方式进行探测器筛选测试；步骤一、探测器缺陷筛选测试，在TDI工作模式下，采用TDI不同级数的工作模式，测试输出图像的灰度值偏差；在CTE工作模式下，对所述TDI不同的级数下测试输出的图像灰度值组成为：dn1＝dntdidn2＝(dntdi+dndark)×ηCTE+dntdi×(1‑ηCTE)×ηCTE

【技术特征摘要】
1.一种TDICMOS探测器的筛选测试方法，其特征是：采用电荷转移效率测试模式和TDI测试模式相结合的方式进行探测器筛选测试；步骤一、探测器缺陷筛选测试，在TDI工作模式下，采用TDI不同级数的工作模式，测试输出图像的灰度值偏差；在CTE工作模式下，对所述TDI不同的级数下测试输出的图像灰度值组成为：dn1＝dntdidn2＝(dntdi+dndark)×ηCTE+dntdi×(1-ηCTE)×ηCTE式中i为大于0的正整数，dntdi为单级TDI获得的灰度值，dndark为单级暗电流获得的灰度值；dni为在CTE模式工作下第i行输出图像的灰度值，ηCTE为测试得到的转移效率；当在低温测试环境下忽略暗电流的影响后，输出的图像灰度值为：dn1＝dntdidn2＝dntdi×ηCTE+dntdi×(1-ηCTE)×ηCTE在CTE工作模式下根据不同行输出图像的灰度值，测试得到的转移效率ηCTE，按照下述公式对图像的灰度值进行恢复，然后进行恢复后的像元灰度值比较，完成探测器缺陷筛选测试；dnrestore_1＝dn1步骤二、对步骤一筛选后的TDICMOS探测器进行暗场噪声和最大满阱测试；在低温下采用短曝光时间进行暗场噪声的测试，低温的温度为低于-60℃，短曝光时间为等于或者小于1μs；在恒定的低温下采用改变入射光能量的方式测试获得满阱电荷数；TDICMOS的积分级数设置为1；步骤三、对步骤二测试后的TDICMOS探测器在不同温度下的暗电流测试，不同温度下的测试范围在-70℃到70℃之间进行测试；步骤四、对步骤三测试后的TDICMOS探测器进行最大信噪比及对应动态范围测试；所述信噪比及动态范围公式如下：式中，SNR为信噪比，DR为动态范围，kTDI为TDI级数，sin为入射光等效电子数，sdark为暗电流对应电子数，kpix为像素增益，kPGA为PGA放大器的增益值，为读出噪声的平方，为量化噪声的平方，为PGA放大器噪声的平方，sFWC为像素增益为1且PGA增益为1测试得到的满阱电荷数；所述量化噪声的平方DN为数字图像的灰度值；暗电流对应电子数sdark＝tint×Idark_current，tint为单级TDI方式的积分时间，Idark_current为暗电流值；设定当前的像素增益不可调整，根据入射光能量的和暗电流的大小及当前的像素增益kpix，测试获得最大信噪比的过程为：当即：在当前的像素增益kpix、入射光等效电子数sin和暗电流对应电子数sdark，采用最高的TDI级数kTDI_max以及最大的PGA增益kPGA_max时，探测器也没有饱和，则采用最高的TDI级数kTDI_max和最大的PGA增益kPGA_max，获得最大信噪比，用公式表示为：在当前参数的条件下，获得动态范围DR，用公式表示为：当时，即：采用最高的TDI级数和最大的PGA增益时，探测器会饱和；而采用最高的TDI级数和最小的PGA增益时，探测器不会饱和；则将TDI级数设置为最大，PGA增益设置为：对应的信噪比...

【专利技术属性】
技术研发人员：余达，刘金国，孔德柱，陈佳豫，马庆军，王玉龙，王冶，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22