+7 (495) 646-88-24
Rus
/Вопросы и ответы/Темновой ток

Темновой ток

Темный Текущий Шум

Темновой ток возникает из-за тепловой энергии в кремниевой решетке, содержащей ПЗС. Электроны создаются с течением времени, которые не зависят от света, падающего на детектор. Эти электроны захватываются потенциальными ямами ПЗС и считаются в качестве сигнала. Кроме того, это увеличение сигнала также несет статистические флуктуации, известные как темновой шум. ПЗС могут быть охлаждены либо термоэлектрическими охладителями (ТЕС), либо жидким азотом, чтобы уменьшить этот эффект. В идеале шум темнового тока должен быть уменьшен до точки, где его вклад незначителен в течение типичного времени воздействия.

 

Операция MPP

Некоторые ПЗС работают в многофазном режиме (MPP). Устройства MPP изготавливаются и эксплуатируются таким образом, чтобы значительно снизить образование теплового заряда (темновой ток). Наибольший вклад в темновой ток дает граница раздела между диоксидом кремния и эпитаксиальным слоем кремния в ПЗС. Имплантация бора в эпитаксиальный слой кремния и правильное смещение различных фаз часов отталкивают электроны темнового тока от потенциальных ям, которые составляют пиксель, таким образом уменьшая количество электронов на пиксель в секунду (e- / p / s), собранных из-за в темное течение.

 

Темный ток против Темного Шума

Каждая высокопроизводительная ПЗС-камера соответствует спецификации тока в темноте Темновой токовый шум является статистической вариацией данной спецификации. Например, заданная камера может иметь темновую текущую спецификацию 1,0 э / п / с. Для 4-секундной экспозиции генерируется всего 4 электрона на пиксель (1,0 э / п / с х 4 с). Так как шум темнового тока следует статистике Пуассона, среднеквадратичный шум темнового тока является квадратным корнем темнового тока или, в данном случае, 2 э / п.

 

Вклад Темного Шума

Источники шума в ПЗС-камерах добавляют в квадратуре (квадратный корень из суммы квадратов). В режиме слабого освещения значительными источниками шума являются шум чтения и темновой ток. Опять же, используя ранее упомянутую камеру в качестве примера, мы можем легко сравнить относительные размеры этих источников шума. Используя 13 электронов / пиксель в качестве шума считывания и темнового тока, рассчитанного выше (2 э / п) для 4-секундной экспозиции, общий шум камеры рассчитывается следующим образом:

Total Noise=(read noise2+dark noise2)=(132+22)=13.15 electrons (for a 4 second exposure)

Таким образом, темновой токовый шум, генерируемый при 4-секундной экспозиции, практически не влияет на общий шум системы камеры. Аналогично, для 30-секундного воздействия мы находим, что общий шум системы равен 14,1 электронам. Опять же, даже при 30-секундной экспозиции темновой токовый шум едва ли способствует общему шуму системы камеры.

 

Горячие пиксели

Иногда отдельные пиксели могут иметь частоту генерации темнового тока, отличную от остальной части матрицы ПЗС. Помните, что текущая спецификация темноты является средним значением по всему массиву. Те пиксели, у которых темновой ток выше среднего, называются горячими пикселями. Эти пиксели будут неоднократно иметь более высокий фон, чем подавляющее большинство пикселей. Поскольку это эффект, возникающий в процессе изготовления ПЗС, каждое местоположение горячего пикселя останется фиксированным и, следовательно, может быть исправлено.

 

© 2013 -2020 ООО «Камера Ай-Кью»
Отправить заявку
Нажимая кнопку "Отправить", я даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с условиями Пользовательского Соглашения