Оптические приемно-передающие устройства. Черторийский А.А. - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

24
5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 «МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЕ
ФОТОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ ПРИБОРОВ С
ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ»
5.1. Цель работы
В ходе выполнения лабораторной работы студент экспериментально
исследует оптические и электрические характеристики фотоприемного
устройства на основе фотоприемной линейки ILX511, а также изучает
возможности применения фотоприемных линеек для измерения пространст-
венных характеристик оптических полей.
5.2. Основы теории многоэлементных фотоприемных устройствах на
основе приборов с зарядовой связью (ПЗС)
5.2.1. Основные сведения о многоэлементных фотоприемных устройствах
на основе ПЗС
Оптические методы обработки информации предполагают наличие
фотоприемных устройств, позволяющих преобразовывать в электрический
сигнал пространственное распределение светового поля.
Важнейшими представителями данного типа устройств являются фотопри-
емные линейки и матрицы на основе приборов с зарядовой связью.
В фотоприемных линейках отдельные фоточувствительные элементы (пиксели)
расположены вдоль одной координаты. В фотоприемных матрицах пиксели
равномерно заполняют прямоугольное поле.
Принцип работы данных устройств заключается в формировании внутри
каждого пикселя электрического сигнала, пропорционального поглощенной им
оптической энергии. Достигается это благодаря фоточувствительному p-n
переходу (как и в обычном фотодиоде), через который происходит разряд
конденсатора фотоприемного элемента. Чем больше будет оптическая
мощность, попадающая на пиксель, тем больше будет ток фотодиода и тем
быстрее будет разряжаться конденсатор. В конце цикла измерения происходит
считывание остаточного заряда конденсаторов пикселей. При последова-
тельном опросе пикселей на выходе фотоприемного многоэлементного
устройства будет формироваться электрический сигнал, у которого изменение
амплитуды во времени отображает распределение оптической мощности в
пространстве фотоприемного устройства.
ПЗС структура в фотоприемной линейки выполняет функцию аналогового
сдвигового регистра. В данную структуру переносятся заряды с пикселей. Эти
заряды сохраняются в отдельных ячейках ПЗС структуры. Подача на ПЗС
структуру управляющих импульсов позволяет осуществить последовательное
считывание ячеек, в результате чего формируется выходной электрический
сигнал.
К основным параметрам многоэлементных фотоприемников относятся
следующие характеристики:

Страницы