基于CIS的瞬态信息分幅成像技术OA
Framing imaging technology for transient information detecting based on CIS
微通道板行波选通分幅相机常用于惯性约束聚变,存在体积庞大和非单视线成像等问题,可以采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)图像传感器(CMOS image sensor,CIS)替代微通道板变像管的方式来解决这些问题.基于0.18 μm标准CMOS工艺,提出一种8×8像素阵列的CMOS图像传感器设计方案.通过设计超短快门像素电路和快门信号控制电路,实现单次4分幅成像,并采用基于单端放大器的相关双采样电路消除噪声.仿真结果表明,该电路功能正常,4幅图像像素信号均匀性优于99%,每幅图像时间分辨率为100 ps,画幅时间间隔为300 ps.
Microchannel plate(MCP)traveling-wave gated framing cameras are widely used for inertial confinement fusion.However,they suffer from drawbacks such as bulky size and non-single-line-of-sight imaging.To address these limitations,a complementary metal oxide semiconductor(CMOS)image sensor(CIS)is proposed as an alternative to MCP image converter tubes.Based on a 0.18 μm standard CMOS process,an 8×8 pixel array CIS architecture is designed.An ultrashort shutter pixel circuit together with a dedicated shutter signal control circuit is developed to realize single-shot four-frame imaging.In addition,a correlated dual-sampling circuit based on a single-ended amplifier is employed to effectively suppress noise.Simulation results indicate that the proposed circuit operates properly,and the pixel signal uniformity of the four captured frames exceeds 99%,with a temporal resolution of 100 ps per frame and an inter-frame interval of 300 ps.
马友麟;陈颀萱;唐梓栋;焦国柱;吕超;向利娟;蔡厚智
深圳大学物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060电子科技大学格拉斯哥学院,四川 成都 611730深圳大学物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060深圳大学物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市光子学与生物光子学重点实验室,广东 深圳 518060
信息技术与安全科学
光电检测技术惯性约束聚变超快诊断分幅成像CMOS图像传感器时间分辨率
photoelectric detection technologyinertial confinement fusionultra-fast diagnosisframing imagingcomplementary metal oxide semiconductor(CMOS)image sensortemporal resolution
《深圳大学学报（理工版）》 2026 (2)
196-202,7
National Natural Science Foundation of China(12575223,12575252)Foundation of National Key Laboratory of Plasma Physics(JCKYS2025212807)Natural Science Foundation of Guangdong Province(2025A1515011820,2024A1515011832)Shenzhen Basic Research Foundation(JCYJ20240813141615021,JCYJ20240813141605008,JCYJ20230808105019039)Shenzhen University 2035 Pursuit of Excellence Research Program(2023C007)Scientific Foundation for Youth Scholars of Shenzhen University(806-0000340618) 国家自然科学基金资助项目(12575223,12575252)等离子体物理全国重点实验室资助项目(JCKYS2025212807)广东省自然科学基金资助项目(2025A1515011820,2024A1515011832)深圳市基础研究计划资助项目(JCYJ20240813141615021,JCYJ20240813141605008,JCYJ20230808105019039)深圳大学2035追求卓越研究计划资助项目(2023C007)深圳大学青年教师科研启动资助项目(806-0000340618)
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