如何提高動態(tài)范圍和信噪比

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如何提高動態(tài)范圍和信噪比

之前提到了光譜儀規(guī)格中的信噪比，那么我們該如何改進(jìn)呢蜗巧？

如何提高動態(tài)范圍和信噪比掌眠？

使用信號平均可以提高動態(tài)范圍和信噪比。圖2顯示了10次平均值和不同像素數(shù)的附加Boxcar平均值的效果幕屹。MProbe系統(tǒng)中的默認(rèn)測量配方有10個平均值和5像素Boxcar平均值蓝丙。這提供了約35K的動態(tài)范圍和約2500SNR级遭。

圖2 平均對動態(tài)范圍和信噪比的影響。

偏移渺尘、暗信號和非線性

cmosS11639對于小信號（~范圍的30%）自然是線性的挫鸽，而對于高信號則非常非線性。非線性校正對于反射率/透射率測量至關(guān)重要鸥跟，因為它們依賴于參考來確定絕對值丢郊。在Ariel光譜儀中，非線性會在固件中自動校正医咨。非線性始終經(jīng)過校準(zhǔn)而無偏移枫匾。這意味著所有測量都需要準(zhǔn)確校正偏移和暗信號-否則非線性校準(zhǔn)將無效。在批量生產(chǎn)的光譜儀中拟淮，暗信號沒有得到校正干茉，并且總是存在偏移。用戶應(yīng)該開發(fā)自己的程序來處理這個問題惩歉，例如進(jìn)行和減去暗信號測量等等脂。在Ariel光譜儀中，暗信號和偏移量是針對一定的工作溫度范圍進(jìn)行校準(zhǔn)和校正的撑蚌。因此上遥，可以在進(jìn)行測量時無需擔(dān)心暗信號，閱讀更多…偏移量的影響大對于低反射率測量很突出（圖3）

圖3 35um聚合物薄膜的測量争涌。流行的批量生產(chǎn)的光譜儀按原樣使用粉楚，沒有偏移/暗信號校正。由于非線性和偏移亮垫，反射光譜受到限制且失真模软。Ariel光譜儀具有暗信號/偏移自動校正功能，無需額外步驟即可提供正確的光譜測量饮潦。

波長分辨率

根據(jù)所需的厚度范圍選擇波長分辨率燃异。高分辨率允許在較厚的薄膜上進(jìn)行測量，但需要更窄的波長范圍继蜡。但較窄的波長范圍限制了可測量的min厚度回俐。為了max定波長范圍的波長分辨率，需要min化像差并優(yōu)化狹縫寬度稀并。

Vis系統(tǒng)的波長范圍為~400-1000nm（600nm范圍）仅颇，UVVis為200-1000nm（800nm范圍）。對于2048像素的探測器碘举，我們的像素分辨率約為0.3-0.4nm忘瓦。RMS斑點（畸變）為~10um。這意味著使用20um的唾液引颈，我們可以實現(xiàn)<1nm的分辨率耕皮。

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