电子轰击有源像素传感器(electron bombardment active pixel sensor,EBAPS)的光响应非均匀性是指EBAPS中光电阴极被均匀光源照射时,不同像素输出灰度不一致的现象,尤其是在低光环境下,图像的非均匀性会使细节识别变得困难,影响后续图...电子轰击有源像素传感器(electron bombardment active pixel sensor,EBAPS)的光响应非均匀性是指EBAPS中光电阴极被均匀光源照射时,不同像素输出灰度不一致的现象,尤其是在低光环境下,图像的非均匀性会使细节识别变得困难,影响后续图像处理和分析的准确性。光响应非均匀性主要由光电阴极不同区域对光响应的差异、电子敏感互补金属氧化物半导体不同区域的电子倍增特性差异、各像素间对同一激励的响应差异以及读出电路中传输信道的差异性等因素导致。针对EBAPS的非均匀性问题,提出了一种基于EBAPS光电阴极响应、电子倍增以及像素响应非均匀性协同适配的测试方法。实验结果表明,该方法能够有效评价EBAPS的非均匀性,并且能够对器件的测试筛选和算法校正起到指导作用。展开更多
文摘微通道板(Microchannel Plate,MCP)是高能宇宙辐射探测设施(High Energy Radiation Detection facility,HERD)中增强型科学级互补金属氧化物半导体相机(Intensified Scientific Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,IsCMOS)的核心电子倍增器件。通过采用原子层沉积(Atomic Layer Deposition,ALD)技术与扩口技术,研制出高增益、长寿命、大开口、低光晕的MCP,用于满足空间探测的严苛技术要求。结合扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、X射线光电子能谱仪(X-ray Photoelectron Spectrometer,XPS)、原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)、3D轮廓测量仪表征MCP的表面形貌和微观结构;通过增益、寿命及成像测试分析评估电子倍增及成像特性;利用CST Studio Suite构建仿真模型,验证二次电子发射系数(Secondary Electron Emission,SEE)以及开口面积比(Open Area Ratio,OAR)对MCP性能的影响。测试结果表明,ALD技术在MCP通道内壁形成均匀致密的Al2O3薄膜,粗糙度从0.55 nm降低至0.43 nm,变形量降低了71%。增益从372@800 V提升至743@800 V,在总输出电荷量30 C时,工作寿命相对提升6.5倍。扩口技术使得MCP的OAR从67%提升至87%,增益从743@800 V提升至945@800 V,光晕10%峰高全宽直径(Full Width at Maximum,FWM)从378μm降低至288μm。模拟结果表明,更高的SEE和OAR,可有效提高MCP的增益,抑制入射电子的散射以及光晕的产生。测试结果与模拟仿真基本吻合,为空间探测需求用高性能MCP提供了重要实验与理论依据。
文摘电子轰击有源像素传感器(electron bombardment active pixel sensor,EBAPS)的光响应非均匀性是指EBAPS中光电阴极被均匀光源照射时,不同像素输出灰度不一致的现象,尤其是在低光环境下,图像的非均匀性会使细节识别变得困难,影响后续图像处理和分析的准确性。光响应非均匀性主要由光电阴极不同区域对光响应的差异、电子敏感互补金属氧化物半导体不同区域的电子倍增特性差异、各像素间对同一激励的响应差异以及读出电路中传输信道的差异性等因素导致。针对EBAPS的非均匀性问题,提出了一种基于EBAPS光电阴极响应、电子倍增以及像素响应非均匀性协同适配的测试方法。实验结果表明,该方法能够有效评价EBAPS的非均匀性,并且能够对器件的测试筛选和算法校正起到指导作用。
