【正文】 子的一對鍵合電子。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。自由電子稱為 多數(shù)載流子 （ 多子 ），空穴稱為少數(shù)載流子 （ 少子 ）。除非原子被激發(fā)，否則電子都占據(jù)著較低的能級。 能帶看起來是連續(xù)的，但其能級仍是分開的，只是能量間隔很小，僅有 10－ 14電子伏特。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 掃描探測器工作原理 ② 半導(dǎo)體導(dǎo)電機理 ● 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu) —— 半導(dǎo)體 ：介于導(dǎo)體和絕緣體之間，禁帶較窄，在室溫條件下，某些價電子就能獲得足夠的能量，躍過禁帶到達導(dǎo)帶，這些電子原來占據(jù)的位置成了空穴。 為 λc≤１ .24／Ｅ 式中Ｅ用電子伏特表示 ， λc用微米 ， 所以要增大截止波長 ， 必須減少禁帶寬度 ， 減小的方式主要是降低半導(dǎo)體的溫度和摻入少量雜質(zhì)兩種 。 λｃ＝ ，金屬化合物的Ａ更低，使得 λｃ變大。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 掃描探測器工作原理 ③ 掃描探測器工作原理 —— 光子或電子探測器 ?光生伏特型探測器 根據(jù)光生伏特效應(yīng)由Ｐ－ｎ結(jié)半導(dǎo)體材料制成的探測器，稱光生伏特型探測器。 熱敏電阻受到輻射照射，溫度升高，進而引起電阻改變，隨著照射進行，溫度達到穩(wěn)定值，電阻也隨之達到一個穩(wěn)定值。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 掃描探測器工作原理 ③ 掃描探測器工作原理 —— 熱敏類探測器 ?熱釋電型探測器 在居里溫度以下，利用極化強度與溫度的關(guān)系，制成的探測器 —— 熱釋電型探測器?，F(xiàn)代電視攝像機是電子掃描成像的典型代表。物體反射光線經(jīng)過濾色鏡、透鏡，在焦平面上形成倒立的光學實像，進入攝像系統(tǒng)。 反束光導(dǎo)攝像管前壁是光電陰極，進入系統(tǒng)的光像到達光電陰極后，產(chǎn)生光電效應(yīng)，由光子激發(fā)出電子來，各點發(fā)出來的電子數(shù)目正比于光像的光照強度，在光電陰極上形成電子密度像。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 電子掃描成像 ② 電子掃描成像過程 —— 攝像過程 用電子槍準確地瞄準靶極上的點并對靶面進行掃描(又稱像面掃描成像 )。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 電子掃描成像 ② 電子掃描成像過程 —— 攝像過程 為了提高輸出信號的強度 ， 在電子槍外套有一組電子倍增器 。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 電子掃描成像 ② 電子掃描成像過程 ● 傳送過程 攝像管輸出的圖像信號通過無線電波，從天線發(fā)射出去，再由接收天線接收。電子束在熒光屏上迅速掃描，由于熒光屏的余輝和人的視覺暫留，因此可看到整幅畫面。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 光學機械掃描成像 ① 光機掃描儀的結(jié)構(gòu)組成 第 6章 掃描成像 地物的紅 外輻射 光學掃描 系統(tǒng) 分光器 探測器 氖燈 成像光學 掃描系統(tǒng) 同步控制系統(tǒng) 制冷 數(shù)據(jù)記錄 發(fā)送 膠片 電信號 光信號 遙 感 原 理 與 方 法 RS 光學機械掃描成像 ① 光機掃描儀的結(jié)構(gòu)組成 —— 分光器 分光器的目的是將收集器收集的地面電磁波信息分解成所需要的光譜成份。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 光學機械掃描成像 ① 光機掃描儀的結(jié)構(gòu)組成 —— 分光器 ● 分光濾光片 ：能從某一光束中透射或反射特定波長的元件。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 光學機械掃描成像 ① 光機掃描儀的結(jié)構(gòu)組成 —— 探測器 ● 光電子發(fā)射型探測器 ：利用材料在光照射下發(fā)出電子的特性制成的光電管 。 分為： PC型 — PC型元件是晶體結(jié)構(gòu) ， 受到外來輻射時在晶體內(nèi)產(chǎn)生電子 空穴對 ， 其數(shù)量與輻射的強弱成正比 。 熱紅外探測器必須在低溫下工作 ， 要有致冷裝置 。 前置放大器隨電子元件不同 ， 分為真空管 、 晶體管和集成電路三種形式 。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 光學機械掃描成像 ① 光機掃描儀的結(jié)構(gòu)組成 —— 輸出器 輸出器種類很多 ， 輸出形式主要有兩種： ● 膠片 ：經(jīng)電光變換線路來調(diào)制發(fā)光器件 ， 發(fā)光器件上的光信號強度與視頻信號強度一致 。模擬信號記錄后形成的磁場強度與視頻信號強度一致。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 光學機械掃描成像 ② 光機掃描儀的成像過程 隨著棱鏡的旋轉(zhuǎn)，鏡面對地面橫越航線（垂直于飛行）方向掃視一次，地面物體依次成像，形成 一條影像線 被記錄下來。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 光學機械掃描成像 ② 光機掃描儀的成像過程 —— 光學掃描過程 ● 瞬時視場角△ θ：掃描系統(tǒng)在某一時刻對空間所張的角度稱為瞬時視場角，它由探測元件的線度 δ與光學系統(tǒng)的總焦距ｆ決定： △ θ＝ δ／ｆ ● 像點 ：瞬時視場角在影像上形成的對應(yīng)點稱像點，也叫像元或像素。Secφ 掃描方向分辨率 ： Ｄｓ＝Ｄ 0 ● 掃描線長度 ：掃描線所對應(yīng)的地面長度Ｌ： Ｌ＝２Ｈ tg(φ0/2) 由公式可得：航高Ｈ越高 ， 掃描線越長 。Ａ 式中：Ｒ－響應(yīng)率；Ｅ－照度；Ａ＝ δ２，探測器面積。用放大后的電信號去調(diào)節(jié)氖燈光源的強度使它發(fā)出與電子信號強弱成正比的可見光點。為了保證成像質(zhì)量，拉片速度應(yīng)嚴格控制。 遙 感 原 理 與 方 法 RS 固體自掃描成像 ① CCD的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 ● CCD的基本結(jié)構(gòu) CCD是一種新型半導(dǎo)體器件，一般是用硅材料制成的 MOS片 (金屬 — 氧化物 — 硅半導(dǎo)體 )，如圖６－ 9所示。 第 6章 掃描成像 遙 感 原 理 與 方 法 RS 固體自掃描成像 ② CCD成像原理 如圖所示 ， 把電荷耦合器件做成電極數(shù)目相當多的一個線陣列 ， 電極 7 …… 聯(lián)在一起 ，加同一電壓 φ1；電極 8…… 聯(lián)在一起加同一電壓 φ2；電極 9…… 加同一電壓 φ3。 當這些輻射進入硅片后 ， 就產(chǎn)生電子 —— 空穴對 。 原來在 8…… 電極下面的電子群就遷移到 9…… 電極下面；再轉(zhuǎn)換外加電壓 ， 使 φ1=20V、 φ2=15V， φ3=15V， 電子群就轉(zhuǎn)移到 7… 電極下面 。 這樣輸出的信號隨時間變化 ， 就相當于圖面上自右至左的照度變化 。 ３） 多元陣探測器 ：ｎ個耦合單元排列成一個方陣，直接得到二維影像，相似于攝影機感光膠片