典型的なCCDベースの検出器のアクティブ領域はどのように見えますか?


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ピクセルベースの検出器、特にSDSSカメラで使用されていたような光学CCDは、天文学の至る所にあります。検出器にデッドエリアはありますか?個々のセンサー間の明らかなギャップではなく、センサー自体にあります。つまり、典型的な検出器には、前面に配置された微細なワイヤーからのピクセル間のギャップ、シリコン内の交互のドーピング領域、または光子が当たって光電子が収集される可能性が低い領域だけがありますか?エリアのどの部分が死んでいますか?


アクティブ領域は、前面と裏面、CCDとSIDとその他の領域に依存し、境界の厚さがピクセル間拡散を制御します。適切なメーカーであれば、光電子交差に関するデータを提供します。これは、ピクセルテッセレーション単位あたりのアクティブ領域とは完全に異なることに注意してください。
Carl Witthoft 2017年

回答:


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天体のCCDは、基本的にそのアクティブな表面全体に敏感です。ピクセル間に物理的なギャップはありません。ピクセル自体は、基礎となる電子回路によって制御および維持され、個々のピクセル間に潜在的な障壁を設定します。実際には、個々のピクセル内の実際の感度にはばらつきがあります。感度は中央で最も高く、エッジに向かって低下しますが、ピクセル内のどこでもゼロになることはありません。

このペーパー(PDF)は、(前面照射型)CCDの最近の分析です。図13は、測定されたピクセル応答関数(個々のピクセルがその表面全体でどの程度敏感であるか)を示し、図14および15は、測光感度マップ(均一な照明に対する感度とは何か)を示しています。後者の場合、光の波長にもよりますが、感度が20%程度を超えて変化することはありません。変化の一部は、光の一部を吸収するCCD内の配線に直接対応しますが、これは感度にほとんど影響を与えません。

画像に示すように、Florin Andreiの消費者向けカメラスタイルのCMOSセンサーに対する比較では、CMOSピクセルがCCDピクセルとは異なり、物理的にやや離散しているため、および天文CCDにはないため、誤解を招く可能性があります。それらの上に接着されたピクセルごとのフィルター。

(「短絡を防止するために、ピクセル間にシリコンの狭いスライスが必要である」という主張はCCDでは正しくありません。ピクセル間の電気的分離は、物質的な障壁ではなく、基礎となる電子機器によって維持されます。実際、読み出し時に蓄積された電子を転送するために、列内の隣接するピクセル間に一時的な「短絡」を作成できる必要があります。これが「充電器転送デバイス」の「充電器転送」の意味です。)

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