气体拉曼光谱检测系统中热电制冷CCD研究

拉曼光谱检测中常用的CCD对温度较为敏感,降温可以有效降低其暗电流噪声。基于此,设计了一套制冷系统,采用有限元分析软件ANSYS分别模拟散热模块的导热情况及真空室内低、中真空度下气体流动热交换情况;实验测量了低、中真空度范围内不同真空度下温度随制冷时间变化的特性曲线,以及真空室内充入氩气、氖气、氮气作为保护气体时温度随制冷时间变化的特性曲线。结果表明氮气效果较好,并非真空度越高制冷效果越好,这与热模拟结果相符。测量了CCD在不同温度下的暗电流噪声,结果显示CCD温度对暗电流噪声影响较大,制冷可以有效减小暗电流噪声,且暗电流噪声变化与温度变化呈类指数关系。