Особенности спектральной характеристики полупроводникового фотодиода
Как устроены матрицы фоточувствительных приборов?
светочувстви́тельнаяма́трица — специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов — фотодиодов.
Предназначена для преобразования проецированного на неё оптического изображения в аналоговый электрический сигнал или в поток цифровых данных (при наличии АЦП непосредственно в составе матрицы).
Является основным элементом цифровых фотоаппаратов, современных видео- и телевизионных камер, фотокамер, встроенных в мобильный телефон, камер систем видеонаблюдения и многих других устройств.
Применяется в оптических детекторах перемещения компьютерных мышей, сканерах штрих-кодов, планшетных и проекционных сканерах, системах астро и солнечной навигации.
Светочувствительность (более коротко — чувствительность), отношение сигнал-шум и физический размер пикселя однозначно взаимосвязаны (для матриц, созданных по одной и той же технологии). Чем больше физический размер пикселя, тем больше получаемое соотношение сигнал-шум при заданной чувствительности, или тем выше чувствительность при заданном соотношении сигнал-шум. Физический размер матрицы и её разрешение однозначно определяют размер пикселя. Размер пикселя напрямую определяет такую важную характеристику, как фотографическая широта.
|
|
|
матрицам применяется термин эквивалентный «чувствительности», потому что:
в зависимости от назначения матрицы формальное значение чувствительности может определяться различными способами по различным критериям;
аналоговым усилением сигнала и цифровой постобработкой можно менять значение чувствительности матрицы в широком диапазоне.
У цифровых фотоаппаратов значение эквивалентной чувствительности может меняться в диапазоне 50—102400 ISO. Максимальная используемая в массовых фотоаппаратах чувствительность соответствует отношению сигнал/шум 2-5.
9. Каково строение и принцип работы интерференционных светофильтров?
Светофильтрами называются устройства, меняющие спектральный состав или энергию падающей на них световой волны, не меняя (или почти не меняя) формы ее фронта.
Фильтры называются серыми, или нейтральными, если их пропускание в исследуемом спектральном интервале не зависит от длины волны. Светофильтры, не удовлетворяющие этому условию, называются селективными. Селективные фильтры предназначаются либо для отделения широкой области спектра, либо для выделения узкой спектральной области. Светофильтры последнего типа называются узкополосными. Для создания узкополосных светофильтров может быть использована многолучевая интерференция. Простейший интерференционный светофильтр представляет собой интерферометр Фабри - Перо).
|
|
|
Интерференционный светофильтр состоит из тонкого плоскопараллельного диэлектрического слоя с показателем преломления n, на обе поверхности которого нанесены отражающие слои с коэффициентом отражения R (рис.1). На выходе системы образуется бесконечная последовательность убывающих по амплитуде лучей с равной разностью хода между ними, которые интерферируют между собой.
Фильтр второго порядка (m = 2), выделяющий длину волны l0/2, нуждается в подавлении одной полосы пропускания с длинноволновой стороны (l0) и коротковолновых полос
Принцип действия фильтра легко понять, представив себе интерферометр Фабри–Перо с очень малым расстоянием между отражающими слоями (от λ/2 до нескольких длин волн). При падении по нормали света с широким спектральным составом в проходящем свете возникает система максимумов, расстояние Δλ между которыми определяется, как известно, оптической толщиной «n·h» промежутка между отражающими слоями:
Фильтр, предназначенный для выделения первой, наиболее длинноволновой полосы пропускания, называется фильтром первого порядка (m = 1)
|
|
|
Фильтр второго порядка (m = 2), выделяющий длину волны l0/2, нуждается в подавлении одной полосы пропускания с длинноволновой стороны (l0) и коротковолновых полос
Важными характеристиками светофильтра являются (рис.3): - величина максимального пропускания Тmax; - длина волны максимума пропускания lmax; - ширина полосы пропускания dl=l2 - l1 , где l2 и l1 - длины волн, на которых пропускание уменьшается в два раза: Т =Тmax/2; - фактор контраста, который дает отношение максимального и минимального пропусканий.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 344; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!