γ辐照对工业用CMOS图像传感器性能的影响研究
编号:100
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更新:2026-11-09 11:20:46 浏览:6次
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摘要
燃料切割系统中的摄像头长期工作于强辐射环境,摄像头中的图像传感器的辐照退化直接影响远程视觉监测的可靠性。针对抗辐照摄像头选型与性能评估需求,本文以GMAX3405全局快门CMOS图像传感器为对象,研究60Co γ射线辐照后的芯片参数的变化。采集暗场及不同光强的红、绿、蓝三色均匀照明图像,结合高斯拟合与EMVA1288线性模型中的适用方法,分别分析时间噪声、输出信号分布的高斯半高宽和暗信号不均匀性;对不同曝光时间下的平均暗信号进行线性拟合,得到对应剂量的暗电流。分析发现,辐照后暗场输出信号分布总体展宽,高斯半高宽、时间噪声及暗信号不均匀性增大,在5000~20000 Gy区域表现更为明显。高剂量芯片内的平均暗电流及其不均匀性随区域剂量升高而增加。相同照明和曝光条件下,较高剂量区域在红、绿、蓝三色光下均表现出净光信号减弱,输出信号分布主峰向低信号方向移动,表明芯片的光响应输出能力下降;低、中光强下的信噪比总体降低。研究结果证实,γ辐照引起GMAX3405暗场噪声与空间不均匀性增加,并使较高剂量区域的光信号输出减弱。联合暗场分布展宽、暗电流和亮场光响应分析,可从暗信号退化与有效信号衰减两方面表征芯片的辐照损伤,为强辐射环境下CMOS摄像头的器件筛选与抗辐照性能评估提供实验依据。
关键词
CMOS图像传感器;γ辐照;暗电流;输出信号分布;光响应
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