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2.2 Funktionsprinzip und Eigenschaften
2.3 Auslesevorgang und Digitalisierung
2.6 Sensibilitäts- und Helligkeitsunterschiede
3.2 Betriebsspannung - Bias-Field-Frames
3.3 Dunkelladungen - Dark-Field-Frames
3.4 Sensibilitätsunterschiede - Flat-Field-Frames
2.5 Dunkelladungen
In den einzelnen Pixeln der CCD werden nicht nur durch auftreffende Photonen bei Lichteinfall freie Elektronen erzeugt. Die Eigenbewegung der Elektronen reicht dazu ebenfalls aus. Diese ist von der Materialtemperatur abhängig. Die einzelnen so erzeugten freien Elektronen nennt man Dunkelladungen.
Die Anzahl der entstehenden Dunkelladungen ist dabei proportional zur Aufnahmezeit und wird mit sinkender Temperatur des Chips logarithmisch kleiner. Eine Kühlung des CCD-Chips reduziert die Menge der auftretenden Dunkelladungen, wobei eine Temperaturabsenkung um 5 bis 7 K jeweils eine Halbierung bewirkt. Hierdurch wird die thermische Bewegung der Elektronen im Halbleiter herabgesenkt. Eine Kühlung des CCD-Chips für astronomische Zwecke ist aufgrund der langen Belichtungszeiten essentiell. Die entstehenden Dunkelladungen verhindern eine unbegrenzt lange Belichtungszeit zudem von vornherein, da sie selbst die Pixel allmählich sättigen. Je geringer die Dunkelladungsrate ist, desto länger fällt die maximal mögliche Belichtungszeit aus.
Das Dunkelladungsverhalten eines CCD-Chips wird als Dunkelladungsrate (Dark Count Rate) bzw. als Dunkelstrom (Dark Current) angegeben. Diese Zahl gibt an, wie viele Elektronen pro Pixel und Zeiteinheit bei einer bestimmten Chip-Temperatur freigesetzt werden. Die Dunkelladungsrate ist je nach Chip verschieden. Sie ist im allgemeinen umso höher, je größer die einzelnen Pixel sind.
Das vorhandene Signal des einfallenden Lichts wird durch die Dunkelladungen verfälscht. Um diesen Einfluss aus den aufgenommenen Bildern weitgehend zu entfernen, werden diese mit einer Korrekturaufnahme, einem so genannten Dark-Frame (Dunkelbild), bearbeitet (siehe Kapitel 3.3).
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