电荷耦合器件调制传递函数特性的分析和验证

摘要

电荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)自问世以来，以它无比的优越性能和诱人的应用前景，引起了各国科学界的高度重视。近几年来，作为一种新型的半导体器件，CCD在影像传感，信号处理及数字存储等领域中得到了广泛应用。
　　CCD作为一种光电成像器件，在其使用过程中，其成像质量的好坏，直接影响到其在应用上的广泛和普及程度。
　　一个光学系统成像质量的好坏，需要一个标准来判断，这个标准就是分辨率。在评价光学系统成像质量的优劣方面，光学传递函数的评价方法是最全面、最客观、最科学、最严格、最完善的方法。
　　鉴于此，本文从理论和实验两个方面较为详细地分析和研究了CCD的调制传递函数MTF(ModulationTransferFunction)。
　　在具体的研究内容上，本论文首先介绍了CCD的发展应用，概述了调制传递函数的概念。其次分析了调制传递函数的相关数理基础，简单介绍了CCD的工作原理和性能参数。重点是从理论上分析了CCD的调制传递函数的计算方法，并计算出CCD总的调制传递函数。然后利用计算机编程得到了CCD总的MTF曲线，并分析了CCD的MTF曲线与波长的关系。最后设计实验方案，搭建实验装置，从实验上测量了CCD的传递函数。
　　得到的结论如下：（1）依据傅立叶变换推导出一种可解析计算CCD的调制传递函数的方法，并根据该方法可计算出给定参数的CCD的调制传递函数；（2）分析了CCD的调制传递函数的特点；（3）从实验上验证了CCD的调制传递函数；（4）得到了CCD的MTF与入射波长λ的关系为：入射到CCD上的光波波长越长，其MTF越小。这也表明波长越长，成像质量越差。这一结论可用于与光电成像和信号处理等相关的设计工作，为CCD在光电成像系统、信号处理及汽车零部件检测等领域的广泛应用提供依据和参考。

目录

电荷耦合器件调制传递函数特性的分析和验证

ANALYSIS AND TEST OF

摘 要

IIAbstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 电荷耦合器件概述

1.2 课题研究的目的、意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要研究内容

第2章 调制传递函数的数理基础

2.1 调制度

2.2 调制传递函数的定义

2.3 测量和计算MTF 的方法

2.4 本章小结

第3章 CCD 的调制传递函数的计算

3.1 CCD 的工作原理

3.2 CCD 的性能参数

3.3 CCD 的MTF 计算

3.4 CCD 的MTF 与波长的关系分析

3.5 本章小结

第4章 CCD 调制传递函数的实验测量

4.1 实验设计

4.2 实验装置和实验步骤

4.3 实验结果及分析

4.4 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢

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