一种TDICMOS探测器的筛选测试方法
专利汇可以提供一种TDICMOS探测器的筛选测试方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种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。，下面是一种TDICMOS探测器的筛选测试方法专利的具体信息内容。
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＝dntdi
dn2＝(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＝dntdi
dn2＝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：
对应的信噪比为：
在当前参数的条件下，得到的动态范围为：
当 时，即，采用最高的TDI级数和最
小的PGA增益时，探测器也会饱和，而采用最低的TDI级数和最小的PGA增益时，探测器不会饱和；则将PGA增益设置为最小，TDI级数设置为kTDI_γ，用公式表示为：
式中，γ为正整数，对应的信噪比为：
在当前参数的条件下，得到的动态范围为：
设定当像素增益可调整，根据入射光能量的和暗电流的大小，测试获得最大信噪比的过程为：
当 即：在当前入射光等效电子数sin和暗电流对
应电子数sdark下，采用最高的像素增益kpix_max、最高的TDI级数kTDI_max和最大的PGA增益kPGA_max时，探测器也没有饱和，则采用最高像素增益kpix_max、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，得到的动态范围为：
当 时，即，采用最高的
像素增益kpix_max、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、最高的像素增益kpix_max和最小的PGA增益时，探测器不会饱和；则将像素增益设置为最高，TDI级数设置为最高，PGA增益设置为：
对应的信噪比用公式表示为：
在当前参数的条件下，得到的动态范围用公式表示为：
当 时，即：采用最高的
TDI级数、最高的像素增益kpix_max和最小的PGA增益时，探测器会饱和；而采用最高的TDI级数、最小的像素增益和最小的PGA增益时，探测器不会饱和；则将PGA增益设置为最小，当前的像素增益设定为kpix，用公式表示为：
对应的信噪比用公式表示为：
在当前参数的条件下，得到的动态范围，用公式表示为：
当 时，即：采用最高的TDI级数、
最小的像素增益和最小的PGA增益时，探测器也会饱和；而使用最小的TDI级数、最小的像素增益和最小的PGA增益时，探测器不会饱和；则将PGA增益设置为最小，像素增益设置为最小，TDI级数设置为kTDI_γ：γ为正整数；
对应的信噪比用公式表示为：
在当前参数的条件下，得到的动态范围，用公式表示为：
2.根据权利要求1所述的一种TDICMOS探测器的筛选测试方法，其特征在于：在步骤一中，对于CTE工作模式下，首先在低温黑暗环境下进行电荷的转移，转移出探测器内部可能存在的暗电流；然后在电荷转移停止的条件下，打开光源，进行所有感光像元的曝光积分；
在曝光积分结束后关闭光源，使探测器处于黑暗环境；最后进行电荷转移读出，转移的行数为探测器最高的TDI级数。
3.根据权利要求1所述的一种TDICMOS探测器的筛选测试方法的筛选测试系统，其特征在于：包括积分球与LED光源、温度控制系统、TDICMOS探测器与成像电路和图像采集与成像控制器；所述积分球与LED光源用于为TDICMOS探测器提供测试用的光源；温度控制系统用于TDICMOS探测器在恒定的温度下工作；图像采集与成像控制器对TDICMOS探测器进行控制，并采集TDICMOS探测器与成像电路输出的数字图像数据，进行探测器性能的筛选测试。
一种TDICMOS探测器的筛选测试方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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