Diverse

Question 1

For hvilke bølgelengder er termisk stråling mest gjeldende?

Answer 1

8-12 µm (LWIR),

men også for 3-5µm (MWIR)

Question 2

Hva er irradians?

Answer 2

E = Total effekt per flateareal som treffer en flate. [W/m²]

Question 3

Hva er eksitans?

Answer 3

M = Total effekt per flateareal som stråles fra flaten. [W/m²]

Question 4

Hva er radians?

Answer 4

L = Effekt per areal per romvinkel [W/(m²sr)]

Question 5

Hva er intensiteten?

Answer 5

I = Radians integrert over areal [W/sr]

Question 6

Hva er Plancks strålingslov?

Answer 6

L_λ=2hc²/λ⁵ * 1/(e^hc/λkT-1) [W/m²sr µm]

Question 7

Hva er uttrykket for shot noise?

Answer 7

i_s² = qī2Δf

Question 8

Hva er uttrykket for usikkerhetsbidrag fra mørkestrøm?

Answer 8

i_s,dark² = qī_dark2Δf

Question 9

Hva er uttrykket for termisk støy (Johnson)?

Answer 9

i_j² = 4kTΔf/R

Question 10

Hva er S/N for en fotodetektor?

Answer 10

S/N = av(n_q)/σ = sqrt(av(n_q)) = sqrt(Φ_qt) = sqrt(E_qAt)

Question 11

Hva er normalisert detektivitet?

Answer 11

Detektivitet D = 1/NEP

Normalisert detektivitet D^* = sqrt(AΔf)/NEP

Question 12

Hva er noise equivalent temperature difference (NETD)?

Answer 12

En temperaturøkning i kilden som tilsvarer en fluksendring på størrelse med NEP.

Question 13

Hva er Schokley-Read generering/rekombinasjon?

Answer 13

Et elektron bruker et energinivå i båndgapet (fra defekt) til å passere båndgapet i to steg.

Question 14

Hva er Auger generering/rekombinasjon?

Answer 14

Emisjon og eksitasjon av to elektroner samtidig.

Question 15

Hvilke effekter bidrar til å senke responstiden til en fotodiode, og hvordan kan de begrenses?

Answer 15

Transitt-tid: Tiden det tar for et e-h-par å flytte seg over deplesjonssonen. Minimeres ved å ha tynn deplesjonssone (høy doping).

Trapping: e-h-par blir midlertidig stanset av defekter før de kan bevege seg videre. Minimeres i produksjonsfasen.

Diffusjon: av e-h-par generert utenfor deplesjonssonen. Minimeres ved å ha deplesjonssone som er tykk nok til at alt lys absorberes der.

RC tidskonstant: τ = RC. Kapasitans minker med økende deplesjonssone, RC-tidskonstant kan minimeres ved bruk av lastmotstand.

Question 16

Hva er gain for en photoconductor gitt av?

Answer 16

Gain G = e-h levetid / transitt-tid

Question 17

Hva benyttes MCT-detektorer til?

Answer 17

Termisk IR-avbildning

Question 18

Hva kommer reset noise av, og hva er uttrykket for reset noise?

Answer 18

Reset noise kommer av termiske fluktuasjoner i ladningen på en kondensator i dét den lades ut.

σ_reset = sqrt(kT/C)

Question 19

Hva forteller F-nummeret?

Answer 19

F-nummeret er forholdet mellom aperturediameter og avstand til bildet/objektet, F/D. Mer lys slipper inn når diameteren er stor.

Question 20

Hva er numerisk aperture?

Answer 20

Sinus til vinkelen mellom marginal ray og aksen.

NA = n sin ϴ_m ≈ nD/2F

Question 21

Hva definerer FOV (field of view)?

Answer 21

Vanligvis størrelsen på detektoren i bildeplanet, eller evt. en field stop.

Question 22

Hva er étendue?

Answer 22

étendue = n²AΩ,

og er bevart gjennom det optiske systemet.

n = brytningsindeks

A = arealet av entrance pupil

Ω = romvinkel definert av FOV

Question 23

Hva er optical immersion?

Answer 23

Detektoren plasseres i materiale med n>1 for å kunne minke detektorarealet (som igjen minker støy)

Question 24

Hva bidrar til begrensningene i bildeskarphet?

Answer 24

• Diffraksjon - pga lysets bølgelengde
• Aberrasjoner - avvik fra ideelle optiske komponenter
• Størrelse på detektorelementer
• Feilsetting av fokus

Question 25

Hva er MTF, og hvorfor er den nyttig?

Answer 25

MTF = Modulation Transfer Function

Amplituden av OTF (optical TF)

Benyttes til å beskrive oppløsning.

Question 26

Hva er modulation depth, og hvordan relaterer det til MTF?

Answer 26

M = (B_max - B_min)/(B_max + B_min​)

B = brightness

MTF = M_image/M_object

Question 27

Hva er MRTD?

Answer 27

MRTD = Minimum Resolvable Temperature Difference.

En operator finner temperaturkontrast som er akkurat tilstrekkelig til å observeres over ulike stolpe-perioder. MRTD kombinerer støy og oppløsning.

Question 28

Hva er “smear”?

Answer 28

Lyskilder smøres utover pga belysning samtidig som arrays flyttes gjennom bildet for å registreres utenfor bildet.

Question 29

Hva er “blooming”?

Answer 29

Sterke lyskilder kan fylle brønnen slik at elektroner flyttes over i naboceller.

Question 30

Hvordan kobles CCD til output? (tegning)

Answer 30

Question 31

Hva er korrelert dobbel-sampling?

Answer 31

Outputsignal leses av før og etter reset, og sammenlignes. Reset-noise elimineres.

Question 32

Hva er signaltypen som går ut av pixel og chip for hhv CCD og CMOS?

Answer 32

Ut av pixel:

CCD: elektroner

CMOS: spenning

Ut av chip:

CCD: spenning (analog)

CMOS: bits (digitalt)