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CCD图像传感器失效模式及机理分析研究
1
作者 蔡娜 田智文 +7 位作者 季轩 周宇 李昊 张皓东 李艳波 李姗姗 许明康 焦强 《集成电路与嵌入式系统》 2025年第5期60-65,共6页
本文结合CCD图像传感器技术发展情况,基于CCD图像传感器高可靠应用需求,系统分析了CCD的产品特性,梳理了CCD主要失效模式,并深入研究了CCD由于静电损伤和辐照环境下的失效机理,并开展了典型试验验证工作,给出了不同辐照条件下失效变化曲... 本文结合CCD图像传感器技术发展情况,基于CCD图像传感器高可靠应用需求,系统分析了CCD的产品特性,梳理了CCD主要失效模式,并深入研究了CCD由于静电损伤和辐照环境下的失效机理,并开展了典型试验验证工作,给出了不同辐照条件下失效变化曲线,为CCD高可靠评估和开展失效分析提供了理论依据和试验数据,并为CCD产品高可靠应用提供技术指导。 展开更多
关键词 ccd 光电探测器 失效模式及机理 静电损伤 辐照效应 电离效应
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倒装焊封装3D集成式CCD的设计与验证
2
作者 王小东 李明 +1 位作者 刘昌举 刘戈扬 《光电子技术》 2025年第2期148-153,共6页
3D集成式CCD是高帧频图像传感器的发展方向之一。文中采用CCD结构的高性能光敏阵列与高速处理的列级CMOS数字电路片内集成,实现图像传感器的高帧频成像。CCD光敏阵列芯片与CMOS数字电路芯片通过各自更优化的方式实现工艺加工制造,采用... 3D集成式CCD是高帧频图像传感器的发展方向之一。文中采用CCD结构的高性能光敏阵列与高速处理的列级CMOS数字电路片内集成,实现图像传感器的高帧频成像。CCD光敏阵列芯片与CMOS数字电路芯片通过各自更优化的方式实现工艺加工制造,采用倒装焊的方式将两类芯片的列级I/O接口互联,以通过I/O互联接口实现数据交互和信号处理,并最终实现3D集成式CCD片内12 bit数字输出。开展了CCD光敏阵列芯片设计、CMOS数字电路芯片设计、工艺流片、3D集成等工作,设计了1024(V)×256(H)阵列规模的3D集成式CCD,通过工艺流片、工艺优化、封装测试等研究工作,验证了3D集成式CCD的高帧频成像功能。 展开更多
关键词 电荷耦合器件 三维集成 电荷耦合器件数字输出 倒装焊 光电探测器
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纳秒激光辐照彩色CCD探测器损伤实验研究
3
作者 佐明慧 张翠恒 +2 位作者 聂品 王頔 魏智 《应用光学》 北大核心 2025年第2期451-457,共7页
随着光电技术的发展,彩色电荷耦合器件(CCD)探测器在各种应用中的重要性不断提升。因此,分析其在激光辐照下的损伤特性是提升其可靠性的关键。选用波长为532 nm,脉冲宽度为10 ns,重复频率为1 Hz的纳秒激光对彩色CCD探测器进行损伤实验研... 随着光电技术的发展,彩色电荷耦合器件(CCD)探测器在各种应用中的重要性不断提升。因此,分析其在激光辐照下的损伤特性是提升其可靠性的关键。选用波长为532 nm,脉冲宽度为10 ns,重复频率为1 Hz的纳秒激光对彩色CCD探测器进行损伤实验研究,分析其在不同峰值功率密度下的损伤特性。通过金相显微镜、扫描电子显微镜和三维表面测量仪观察彩色CCD探测器损伤区域的微观结构和深度,从而确定内部损伤的位置。结果表明:在2.675×10^(5)W/cm^(2)功率密度下,损伤集中在分色滤色片层,出现白洞损伤,当功率密度增至3.534×10^(6)W/cm^(2)时,遮光铝膜熔化,引发白线损伤,进一步增加功率密度至4.526×10^(6)W/cm^(2),损伤深入到N型光敏区,导致灰-白屏损伤,在最大功率密度5.926×10^(6)W/cm^(2)时,N型硅基底受损,彩色CCD探测器完全失效。 展开更多
关键词 彩色ccd探测器 激光辐照 输出图像 峰值功率密度
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激光辐照CCD图象传感器局部的破坏效应研究 被引量：46
4
作者 刘泽金 陆启生 +1 位作者 蒋志平 赵伊君 《激光技术》 CAS CSCD 1994年第6期344-347,共4页
研究了激光辐照ＣＣＤ图象传感器局部时，ＣＣＤ工作性能的变化；测量了连续波激光辐照下ＣＣＤ的饱和阈值（分别对１０６０ｎｍ和６３２．８ｎｍ）及脉冲激光辐照下的破坏阈值；分析了造成饱和及破坏的机理；用一维绝热边界条件热模型... 研究了激光辐照ＣＣＤ图象传感器局部时，ＣＣＤ工作性能的变化；测量了连续波激光辐照下ＣＣＤ的饱和阈值（分别对１０６０ｎｍ和６３２．８ｎｍ）及脉冲激光辐照下的破坏阈值；分析了造成饱和及破坏的机理；用一维绝热边界条件热模型计算热饱和阈值。 展开更多
关键词 ccd 图象传感器 阈值 激光辐照 探测器
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532nm脉冲激光辐照CCD实验研究 被引量：33
5
作者 沈洪斌 沈学举 +3 位作者 周冰 毛少娟 姜楠 李刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1449-1454,共6页
采用532 nm,10 ns的脉冲激光对面阵CCD进行辐照实验,对每一阶段的实验现象和电路层面的破坏机理进行了深入分析,根据实验现象,把脉冲激光对CCD的硬破坏分为3个阶段:第1阶段在低能量密度激光辐照下,被破坏的CCD局部出现无法恢复的白色盲... 采用532 nm,10 ns的脉冲激光对面阵CCD进行辐照实验,对每一阶段的实验现象和电路层面的破坏机理进行了深入分析,根据实验现象,把脉冲激光对CCD的硬破坏分为3个阶段:第1阶段在低能量密度激光辐照下,被破坏的CCD局部出现无法恢复的白色盲点,但其它部分仍可正常成像;第2阶段CCD探测器受到激光辐照后,在光斑处的时钟线方向出现白色竖直亮线,亮线处无法正常成像且激光辐照撤去后无法恢复;第3阶段受高能量密度激光辐照后,CCD完全失效,无法恢复成像。针对CCD的饱和及恢复阶段,利用Matlab编码对分辨力靶板的成像数据进行处理,分析了激光辐照CCD对饱和像元数和对比度的影响。结果表明:当CCD受到激光辐照时,饱和像元数迅速增多,图像对比度迅速下降为零,激光脉冲消失后,整个CCD成像亮度下降,饱和像元数迅速下降为零,经过一段时间后CCD又恢复至线性工作状态,激光的能量密度越高,CCD恢复所需的时间就越长。研究还发现:当恢复时间超过0.6 s,CCD出现不可恢复的白色条带,严重影响成像质量。 展开更多
关键词 激光辐照 破坏机理 ccd探测器 光电对抗
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1.319μm连续YAG激光束对可见光面阵CCD系统的干扰研究 被引量：27
6
作者 张大勇 赵剑衡 +2 位作者 王伟平 刘仓理 唐小松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1050-1052,共3页
　利用1.319μm连续钇铝石榴石激光对可见光面阵CCD系统进行干扰实验,分析了该CCD系统发生干扰饱和的原因,计算了1.319μm激光辐照面阵可见光CCD的干扰饱和阈值,利用实验数据在定量上验证了计算结果。当像面上激光功率密度达到102W/cm2... 　利用1.319μm连续钇铝石榴石激光对可见光面阵CCD系统进行干扰实验,分析了该CCD系统发生干扰饱和的原因,计算了1.319μm激光辐照面阵可见光CCD的干扰饱和阈值,利用实验数据在定量上验证了计算结果。当像面上激光功率密度达到102W/cm2量级时,CCD出现饱和串音,达到103W/cm2量级时,出现全屏饱和。 展开更多
关键词 钇铝石榴石激光 面阵电荷耦合器件系统 饱和阈值
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1.06μm激光辐照CCD探测器的热力效应分析 被引量：18
7
作者 聂劲松 王玺 +2 位作者 李化 卞进田 郝向南 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S02期380-386,共7页
根据CCD探测器的结构特点和传热学理论,建立了1.06μm激光辐照CCD探测器的理论模型,利用有限元法对1.06μm激光辐照CCD探测器中的温度和应力分布进行了数值分析,讨论了CCD探测器的激光损伤机理,并比较了不同重频激光的损伤效果。计算结... 根据CCD探测器的结构特点和传热学理论,建立了1.06μm激光辐照CCD探测器的理论模型,利用有限元法对1.06μm激光辐照CCD探测器中的温度和应力分布进行了数值分析,讨论了CCD探测器的激光损伤机理,并比较了不同重频激光的损伤效果。计算结果表明,遮光铝膜与SiO2层的分离和硅材料的应力、熔融损伤会导致CCD器件损伤;平均功率密度一定的条件下,高重频激光比连续激光更容易造成CCD探测器的损伤,且重频越低,损伤越容易发生。 展开更多
关键词 激光损伤 数值分析 ccd探测器
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脉冲激光对CCD图像跟踪系统干扰效果评估 被引量：19
8
作者 王世勇 付有余 +1 位作者 郭劲 李文力 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期20-22,共3页
CCD图像跟踪系统广泛应用于图像制导、光电观测等领域 ,其利用目标的二维图像信息 ,实现对目标的跟踪 ,具有跟踪精度高、隐蔽性好、抗干扰能力强等特点。作为新概念武器之一的激光武器能否对其实现干扰及干扰效果如何是人们最为关心的问... CCD图像跟踪系统广泛应用于图像制导、光电观测等领域 ,其利用目标的二维图像信息 ,实现对目标的跟踪 ,具有跟踪精度高、隐蔽性好、抗干扰能力强等特点。作为新概念武器之一的激光武器能否对其实现干扰及干扰效果如何是人们最为关心的问题 ;通过开展该领域的实验 ,回答了上述问题 。 展开更多
关键词 脉冲激光 光电对抗 ccd图像跟踪系统 电子线 干扰效果评估
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单脉冲激光对CCD探测器的硬损伤及损伤概率 被引量：17
9
作者 朱志武 张震 +2 位作者 程湘爱 黄良金 刘泽金 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期113-118,共6页
在纳秒激光脉冲辐照下,随着CCD探测器损伤程度的加深,成像系统输出画面中先后出现点损伤、白线损伤以及完全失效等现象,且损伤阈值呈现出概率分布特性。实验激光波长为1064nm,首先采用n-on-1辐照模式,研究CCD探测器在不同损伤程度下的... 在纳秒激光脉冲辐照下,随着CCD探测器损伤程度的加深,成像系统输出画面中先后出现点损伤、白线损伤以及完全失效等现象,且损伤阈值呈现出概率分布特性。实验激光波长为1064nm,首先采用n-on-1辐照模式,研究CCD探测器在不同损伤程度下的损伤现象,从器件工作原理的角度分析各种现象出现的机理。利用光学显微镜观察样品的损伤形貌,发现探测器的损伤部位从内部材料开始,逐渐发展到位于表面的微透镜结构。接下来,采用1-on-1辐照模式测量了点损伤和完全失效阶段的激光能量密度阈值,并以损伤概率的形式进行描述,得到实验样品的完全失效阈值在100 mJ/cm2左右。 展开更多
关键词 激光损伤ccd探测器 损伤机理 损伤概率 单脉冲激光
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500fs超短脉冲激光对CCD探测器的破坏效应 被引量：14
10
作者 黄绍艳 张永生 +3 位作者 唐本奇 张勇 王祖军 肖志刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1445-1448,共4页
采用脉宽500 fs,脉冲能量250μJ的超短脉冲激光辐照线阵CCD探测器,观察到了CCD从线性响应到像元饱和、饱和串音直至硬损伤的整个过程,并着重对两种辐照能量密度下的硬损伤机理进行了理论分析。结果表明:激光能量密度为0.45μJ/cm2时,达... 采用脉宽500 fs,脉冲能量250μJ的超短脉冲激光辐照线阵CCD探测器,观察到了CCD从线性响应到像元饱和、饱和串音直至硬损伤的整个过程,并着重对两种辐照能量密度下的硬损伤机理进行了理论分析。结果表明:激光能量密度为0.45μJ/cm2时,达到像元饱和;能量密度为0.14 J/cm2时,辐照6个脉冲后实现了CCD器件的硬损伤,硬损伤源于晶格被加热并汽化形成等离子体;能量密度为1.41 J/cm2时,单个脉冲就使CCD器件的输出波形无法辨认,2个脉冲后CCD器件没有任何信号输出,硬破坏源于电荷分离形成的电场库仑力。 展开更多
关键词 ccd探测器 超短脉冲激光 破坏机理 像元饱和 饱和串音
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激光辐照面阵CCD探测器系统局部的干扰效应 被引量：25
11
作者 王世勇 付有余 郭劲 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期106-108,135,共4页
采用脉冲与连续激光实现了对面阵CCD探测器系统的干扰 ,研究了脉冲与连续激光辐照CCD探测器系统时 ,CCD探测器系统工作状态的变化 ,测量了CCD探测器系统的饱和阈值范围 ,并分析了造成饱和的原因。在实验中观察到了“光饱和串音”现象 。
关键词 脉冲激光 面阵ccd系统 饱和阈值
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面阵CCD探测的全自动椭圆偏振光谱系统研究 被引量：4
12
作者 游海洋 贾建虎 +6 位作者 陈剑科 韩涛 倪卫明 王松有 李晶 杨月梅 陈良尧 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期45-50,共6页
给出了一种椭圆偏振光谱的快速测量方法 ,并使得实验系统的结构更为紧凑和小型化 ,减轻了重量 .研究中采用了由面阵型CCD探测器和平面多光栅组成的光谱仪 ,无需光栅扫描 ,就能够在很短时间内对光谱进行快速准确的数字凝视式成像 ,光谱... 给出了一种椭圆偏振光谱的快速测量方法 ,并使得实验系统的结构更为紧凑和小型化 ,减轻了重量 .研究中采用了由面阵型CCD探测器和平面多光栅组成的光谱仪 ,无需光栅扫描 ,就能够在很短时间内对光谱进行快速准确的数字凝视式成像 ,光谱分辨精度优于 1.0nm ,显著提高了系统工作的可靠性和效率 .系统采取了将CCD光谱仪后置的方式 ,研究并解决了从物理光学原理、器件设计和加工、系统调试和定标、软件编制以及到光谱测量和数据分析等一系列问题 .实验中对典型贵金属Au的光学常数谱进行了测量 ,获得了满意的结果 . 展开更多
关键词 面阵ccd探测 全自动椭圆偏振光谱系统 单色仪 光谱仪 椭偏仪 光学常数 测量方法
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CCD探测器搜索跟踪系统的作用距离分析 被引量：15
13
作者 王兵学 张启衡 +1 位作者 刘玉清 王敬儒 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第11期12-15,62,共5页
以辐射度量为标准,从目标信号、背景信号差值与探测器噪声比值的角度出发,变换凝视型红外搜索跟踪系统的作用距离模型,建立了CCD搜索跟踪系统点目标的作用距离方程。解决了目标为发光体、反射体,以及CCD为不同灵敏度表述方式的跟踪系统... 以辐射度量为标准,从目标信号、背景信号差值与探测器噪声比值的角度出发,变换凝视型红外搜索跟踪系统的作用距离模型,建立了CCD搜索跟踪系统点目标的作用距离方程。解决了目标为发光体、反射体,以及CCD为不同灵敏度表述方式的跟踪系统的作用距离计算,实例验证计算值与实测值相吻合,为CCD跟踪系统的设计和性能评估提供了理论依据。 展开更多
关键词 ccd探测器 搜索跟踪系统 作用距离 数学模型
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1064nm高重频激光对可见光CCD探测器的干扰实验 被引量：7
14
作者 王玺 聂劲松 +2 位作者 李化 雷鹏 郝向南 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S02期387-390,共4页
分别采用1 064 nm连续激光、不同高重频激光对可见光CCD探测器进行了干扰实验,观察到CCD的串扰、饱和以及高重频激光作用时产生的横向亮线等一系列干扰现象。同时测量计算了各种干扰现象相应的激光功率,研究了阈值功率与重频之间的关系... 分别采用1 064 nm连续激光、不同高重频激光对可见光CCD探测器进行了干扰实验,观察到CCD的串扰、饱和以及高重频激光作用时产生的横向亮线等一系列干扰现象。同时测量计算了各种干扰现象相应的激光功率,研究了阈值功率与重频之间的关系,进一步分析了高重频激光的干扰机理。实验表明:重频激光与连续激光具有不同的干扰现象,重频激光的干扰效果没有连续激光好,使CCD传感器发生全屏饱和、全屏灰屏所需要的阈值功率比连续激光要高。 展开更多
关键词 激光干扰 高重频激光 可见光ccd探测器 阈值功率
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CCD探测器的饱和阈值的光谱特性研究 被引量：12
15
作者 蔡德芳 史晓华 +3 位作者 文建国 王石语 李汉国 过振 《激光杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期14-15,共2页
本文论述了用激光照射CCD探测器时的饱和特性 ,并通过实验测出了四种不同波长的激光对CCD的饱和阈值。结果表明 :光电探测器的饱和阈值与其光谱响应度和入射光波长有关。最后 。
关键词 ccd 光电探测器 饱和阈值 光谱
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脉冲激光辐照CCD面阵探测器系统局部的干扰效应研究 被引量：11
16
作者 王世勇 付有余 郭劲 《应用激光》 CSCD 北大核心 2001年第5期317-318,298,共3页
采用脉冲激光对面阵 CCD探测器系统进行干扰 ,研究了脉冲激光辐照 CCD系统局部时 ,系统工作状态的变化 ,测量了 CCD探测器系统的饱和阈值范围 ,分析了饱和的原因。在实验中观察到“光饱和串音”现象 ,实验验证了不同干扰频率对
关键词 脉冲激光辐照 电荷耦合器件 面阵探测器 干扰效应
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采用激光扫描与CCD探测系统的大型工件平行度垂直度测量仪 被引量：7
17
作者 曹芒 李达成 +1 位作者 王佳 赵洋 《计量学报》 CSCD 1995年第1期26-30,共5页
研制出一种采用激光扫描与ＣＣＤ探测系统的大型工件平行度、垂直度测量仪，它以稳定的准直激光束为测量基线，配以回转轴系，旋转五角棱镜扫出互相平行或垂直的基准平面，将其与被测大型工件的各面进行比较。在加工或安装大型工件时，... 研制出一种采用激光扫描与ＣＣＤ探测系统的大型工件平行度、垂直度测量仪，它以稳定的准直激光束为测量基线，配以回转轴系，旋转五角棱镜扫出互相平行或垂直的基准平面，将其与被测大型工件的各面进行比较。在加工或安装大型工件时，可用本仪器测量面间的平行度及垂直度。本仪器采用ＣＣＤ光电探测系统及单片机，直接测出被测点相对于基准平面相应点的高度变化值，最后由计算机根据高度变化值算出平面度、平行度及垂直度，仪器的测量误差在８ｍ以内不大于１７．６μｍ。探测器的高度探测范围为１０ｍｍ。 展开更多
关键词 激光扫描 平行度 垂直度 ccd探测器 形位公差
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CCD分段测量的光学位移测量系统 被引量：9
18
作者 李雅倩 付献斌 周坤 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2036-2042,共7页
为了高精度地实现大量程的位移测量,采用传统激光三角法的测量原理,提出一种基于虚拟探测器的激光三角法来测量位移。该方法基于3个CCD分段测量的思想,将3个CCD互相独立且沿光轴均匀分布,以此扩大传统方法测量的范围。使用平面反射镜作... 为了高精度地实现大量程的位移测量,采用传统激光三角法的测量原理,提出一种基于虚拟探测器的激光三角法来测量位移。该方法基于3个CCD分段测量的思想,将3个CCD互相独立且沿光轴均匀分布,以此扩大传统方法测量的范围。使用平面反射镜作为虚拟探测器进行探测,当成像光束经平面镜反射后在CCD上成像时,系统相当于增加了一个CCD,扩展了测量量程。由准直系统、偏振片、光阑组成准直滤光系统,缩小探测器光敏面上像点的直径,减小被测表面非理想光点对测量精度的影响,从而实现了较高精度下的大位移测量。最后通过实验验证了方法的可行性。 展开更多
关键词 激光三角法 ccd 虚拟探测器 位移测量
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CCD阵列检测-流动注射分析保健食品中原花青素 被引量：5
19
作者 黎源倩 吕星 +2 位作者 邹晓莉 米建萍 杨经国 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1724-1726,共3页
建立了原花青素的流动注射分析方法.利用原花青素在强酸介质中,铁离子的催化下形成红色花色素,以NH4 Fe(SO4)2、盐酸、乙醇的混合溶液为载流,用流动注射-二极管阵列检测器扫描待测物的吸收光谱图,测定最大吸收波长(545 nm)处的吸光度值... 建立了原花青素的流动注射分析方法.利用原花青素在强酸介质中,铁离子的催化下形成红色花色素,以NH4 Fe(SO4)2、盐酸、乙醇的混合溶液为载流,用流动注射-二极管阵列检测器扫描待测物的吸收光谱图,测定最大吸收波长(545 nm)处的吸光度值.优化了影响显色反应的有关因素及流动注射参数,原花青素的浓度在0.010～0.20 mg·mL-1的范围内呈良好的线性关系.方法检出限为5μg·mL-1,加标回收率为82.47%～98.18%,相对标准差1.5%～4.9%.本文所建立的分析方法灵敏、准确,采样频率为10 samp1es·h-1,并已成功用于保健食品中原花青素的检测. 展开更多
关键词 原花青素 流动注射分析 ccd阵列检测器 保健食品
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面阵CCD在机动车前照灯测量中的应用 被引量：5
20
作者 项震 叶关荣 赵田冬 《光电工程》 CAS CSCD 1999年第5期48-52,共5页
介绍以面阵ＣＣＤ［１］为探测器的前照灯光强测量系统。该系统的测量全过程由计算机控制。具体给出系统测试的原理、总体结构、软件和硬件配置。
关键词 ccd探测器 前照灯 光强度测量 计算机控制
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