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第一章 基本知识 1

1.1辐射带来天体的信息 1

1.2光子到达率 2

1.3大气的影响 3

1.3.1大气消光 4

1.3.2大气折射 6

1.3.3大气色散 6

1.3.4大气散射 7

1.3.5大气扰动 7

1.3.6大气发射 9

1.4天光 10

1.5光子收集率 12

1.6量子效率和光谱响应 14

1.7光子的统计特性 16

1.8噪声和信噪比 18

1.9空间分辨率 21

第二章 经典探测器 28

2.1发展回顾 28

2.2人眼 29

2.3照相乳胶 31

2.3.1照相技术的应用 31

2.3.2照相乳胶的特性 33

2.3.3天文用照相底片 39

2.3.4照相乳胶的优缺点 39

2.4光电倍增管 40

2.4.1光电发射 40

2.4.2光电倍增管的原理 42

2.4.3光电倍增管的类型 43

2.4.4光电倍增管的两种工作模式 44

2.4.5光电倍增管的特性 48

2.4.6光电倍增管的优缺点 50

2.4.7析像管 50

2.5光增强器 51

2.5.1像管 51

2.5.2微通道板（MCP） 54

2.6摄像管 57

2.6.1次级电子电导摄像管（SEC） 58

2.6.2光导摄像管（Vidicon） 59

2.6.3硅靶光导摄像管（ST） 59

2.6.4硅增强靶光导摄像管（SIT） 60

2.7电子照相机 61

2.8固体器件 63

2.8.1集成硅二极管阵（IDA） 65

2.8.2电荷注入器件（CID） 66

2.9组合系统 68

2.9.1析像管扫描器（IDS） 68

2.9.2成像光子计数系统（IPCS） 69

2.9.3多阳极微通道阵（MAMA） 70

2.9.4精密模拟光子定位器（PAPA） 71

第三章 电荷耦合器件（CCD） 73

3.1概述 73

3.2 CCD的工作原理 75

3.2.1光电转换 76

3.2.2光电子的收集 79

3.2.3电荷团的驱动和转移 80

3.2.4电荷团的输出 80

3.3 CCD的类型 84

3.3.1按转移层不同分类 84

3.3.2按入射面不同分类 86

3.3.3按驱动相数不同分类 90

3.3.4按读出方法不同分类 92

3.4 CCD探测系统 99

3.4.1科学用CCD系统 99

3.4.2商用CCD系统 123

3.5 CCD系统的特性 124

3.5.1几何特性 124

3.5.2量子效率和光谱响应 126

3.5.3电荷转移效率 128

3.5.4暗流 134

3.5.5线性 137

3.5.6动态范围 142

3.5.7噪声 142

3.5.8增益和噪声的测定 146

3.5.9调制传递函数 148

3.5.10失效像元 154

3.5.11宇宙线效应 155

3.5.12电致发光 155

3.5.13干涉条纹 157

3.6信噪比和极限星等的估算 157

3.7 CCD和照相乳胶的优缺点比较 162

3.8 CCD图像的处理 165

3.8.1数字图像 165

3.8.2 CCD图像的预处理 166

3.8.3 CCD图像上的星像 169

3.8.4星等的测定 170

3.8.5重心定位法 175

3.8.6星像的二维高斯拟合 177

第四章 探测器的新动向 179

4.1引言 179

4.2增强电荷耦合器件（ICCD） 180

4.3微光电荷耦合器件（L3CCD， EMCCD） 183

4.4正交转移CCD（OTCCD） 186

4.5 pnCCD 189

4.6雪崩二极管（AD， APD） 192

4.7互补金属氧化物半导体（CMOS） 195

4.7.1被动像元传感器（PPS） 197

4.7.2主动像元传感器（APS） 198

4.7.3读出方式 201

4.8超导隧道结探测器（STJ） 203

附录一 时下仍然活跃的科学级CCD/CMOS成像器件的研发厂商或机构 209

附录二 世界各国主要地面大望远镜上的在役／在研CCD系统一览表 211

附录三 专用术语中英对照表 250

参考文献 252

索引 257