阱深和灵敏度的关系

作者：王云倩
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阱深：CCD探测器上每个感光像元或者输出通道像元可以储存的电荷最大数目叫做阱深。一般CCD会标注两个阱深，一个是单像元（即感光像元），一个输出像元；阱深决定了可用于像元单次能接收的最大电荷信号或者输出信号。

工作原理是：若在CCD电极上施加一个适当的正电压，会形成电荷耗尽区，即能够吸引电子的势阱。电极上所加的电压越高，势阱越深，电荷留在阱内量越多；一般来说像元越大的，阱深也越大（相当于水桶容量大）。

灵敏度：对于探测器， 灵敏度特性曲线可以分成三个部分：暗区域， 线性区域和饱和区域，典型的灵敏度曲线如下表。

灵敏度特性曲线的暗区域表示探测器对低照度的探测情况。 在暗区域的输出非常低，有可能会被噪声覆盖。当逐渐增加入射光子数， 你会发现一个点， 在这个点上随着光的数量不断增加，探测器的输出开始可预知地增加。这个点叫做 NEE（Noise Equivalent Exposure）。

在达到 NEE 点之后，传感器的输出开始变成线性。输出一直是线性的，直到达到另外一个点，这个点叫做 SEE（Saturation Equivalent Exposure）。在这个点上随着光照的增加传感器的输出以非线性增加。

探测器的灵敏度曲线线性部分就是通常提及的灵敏度。对于一给定数量的光，探测器的输出电压越高，它的灵敏度就越高。这样也能说明和阱深有一定的关系。

当我们关注灵敏度的时候，也不能单纯只看阱深，刚才也说了如果NEE水平线太高，那么在低光照情况下，信号也容易被噪声覆盖，这样也根本体现不出灵敏度高的优势来。

我们同时也可以通过动态范围来看，动态范围=20Xlog10（满阱容量／总噪声)，动态范围越大,CCD灵敏度也越好。