光电成像器件
光电成像器件：利用光电效应将可见或非可见的辐射图像转换或增强为可观察、记录、传输、存储以及可进行处理的图像的器件系列的总称。其目的在于弥补人眼在灵敏度、响应波段、细节的视见能力以及空间和时间上的局限等方面的不足。最早的一种光电成像器件──光电析像管出现于1931年。目前，各种类型的光电成像器件已广泛应用于天文学、空间科学、X 射线放射学、夜间观察、高速摄影以及科学实验中。
【中文词条】光电成像器件
【外文词条】photo-electronic imaging device
【作者】傅德濂
微光图像探测器系列的总称。它们的作用是光电转换﹐增强原始输入光子信号﹐进而提高图像探测的效率和精度。按工作原理和结构的不同分为﹕像增强器﹔电子照相机﹔电视型探测器﹔固体二极管阵列。电视型探测器用来将图像信息转换成视频信号﹐记录到磁带上﹐或存储于电子计算机中﹐或在接收机上再转变成可见图像。通常是对图像上的每个点进行逐行扫描﹐按固定时间顺序﹐对每个点取样而完成转换。
普通电视摄像管不能满足天文观测的高精度﹑低噪声要求。二次电子导电式光导摄像管(SEC管)﹐能在靶上积累二次电子长达好几小时之久﹐而且存储电荷图像不发生变化﹐有效地克服扫描电子束的读出噪声。它的缺点是响应特性的非线性和动态范围有限。但它同另一种硅增强靶光导摄像管一样﹐都已有效地用于天文观测。还有一种数字化图像探测器系统﹐采用多级像增强器为前级﹐输入光信号产生的效应大大增强后﹐再输给电视摄像管。每个被探测的光子都能在摄像管靶面上产生包含几十万个电子的脉冲信号﹐足以超过扫描电子束的读出噪声而被识别出来。脉冲信号输给专用数字信号处理机和电子计算机进行实时处理。这种系统具有几乎无限的存储本领﹐不存在微光极限阈﹐并且具有线性响应和良好的稳定性﹐能对暗弱天体进行精密的测光研究。目前﹐已有几种这类仪器的实用系统投入常规天文观测。
固体二极管阵列是利用集成电路工艺技术研制的硅光电二极管阵列探测器。它与上述电真空器件相比﹐具有结构简单﹑使用可靠﹑功率低﹑速度快﹑无畸变﹑无滞后﹑工作条件要求低﹑容易保养和多用途等优点。首先在天文上应用的集成硅二极管直线阵列﹐由两条平行的硅二极管线列构成。每个二极管单元线度约25微米﹐非常适合作为天文光谱研究的探测器使用。在二维二极管阵列中﹐电荷耦合器件(CCD)和电荷注入器件(CID)已应用于天文观测﹐并受到重视。
参考书目
B.L.Morgen et al.﹐ Advances in Electronics and Electron Physics﹐Vols.40A﹐40B﹐Academic Press﹐New York﹐1976