CID与CCD检测器在ICP光谱应用中的比较

CID与CCD都是属于电荷转移检测器(Charge Transfer Decices,CTD),均为Solid-state Integrating Multi-channel Photon-detectors, 与光电倍增管不同的是, 光电倍增管读出的是电流信号, 而CTD则是一定强度的光照射到某个检测单元(Detector Element)上后, 产生一定量的电荷, 并且储存在检测单元内, 然后采用电荷转移的方式将其读出, 一种读出方法是将电荷在检测单元内部移动, 检测在移动过程中的电压变化(Moving charges within a detector element and sensing voltage changes induced by the movement), 即内部电荷转移(Intra-cell charge transfer), 另一种方法是将电荷在检测单元之间逐渐转移, 移到一个具有电荷感应放大器的检测单元上进行读出(Moving charges from the detector element where it had accumulated to a charge-sensing amplifier), 即相互电荷转移(Inter-cell charge transfer), 两种读出方法得出两种不同的检测器, 即CID(采用Intra-cell transfer)和CCD(采用Inter-cell transfer).

一个单独的CID检测单元包括两个导电性的电极和引线, 做在一个很薄的硅氧化物或氮化物绝缘层上, 即横向电极(row electrode)和纵向电极(column electrode),在横向电极(row electrode)上有一个读数放大器，两个电极之间加以偏压, 开始积分时, 首先在row上加以很小的正电压(Vintegrate), 而在column上加以很小的负电压(Vintegrate), 光照在检测器表面上时, 产生的正电荷向column电极上聚集, 当第一次读数时, 将row上的负电压去掉, 同时将column上的电压转为小的正电压（Vtransfer）,电荷从column上转移到row上（图2中B到C），即可读出在row上聚集的电荷所产生的电压，此为第一次读数。又经过一段积分后, 将column上加以负电压(Vintegrate), row上加以正电压(Vintegrate),此时电荷从row电极下转移到column电极下, 此时又可读出row电极上的电压变化, 即第二次读数（图2中C到A）, 然后再在row上加以负电压, column上加以正电压, 使电荷再转移回到row电极下, 并重复第一次读数的过程, 当全部积分结束, 进行最后一次读数时, 在两个电极上同时加以正电压, 使电荷注入CID基体, 此时都出row电极上电压的变化即为最后一次读数的结果