電荷耦合元件（ charge-coupled device ）對光的反應關係為何？

本題觀念：

電荷耦合元件（charge-coupled device, CCD）是一種光電感測器，廣泛應用於數位放射攝影、螢光透視、牙科影像及顯微鏡影像系統中。CCD 最重要的特性之一是其對入射光的反應呈線性關係，這使其成為醫學影像中高度可靠的感測元件。

選項分析

(A) 線性 — 正確。CCD 的每個像素吸收光子後產生電荷（電子），累積電荷量與入射光子數成正比，呈線性關係（linear response）。此線性動態範圍可橫跨 4–5 個數量級，非線性誤差通常低於 0.5%，遠優於傳統底片、影像增強管（vidicon tube）等感測元件。

(B) 非線性 — 錯誤。CCD 的光電轉換正是以線性為特點，與底片的 S 型 H&D 曲線（非線性）相對。

(C) 指數 — 錯誤。指數型反應見於某些光電倍增管（photomultiplier tube）的增益特性，並非 CCD 對光的基本反應。

(D) 對數 — 錯誤。對數型反應見於傳統底片（film）的感光特性（H&D 曲線的線性段以對數密度表示），CCD 不具有此特性。

答案解析

CCD 感測器的基本工作原理：入射光子打出半導體材料（通常為矽）中的電子-電洞對，產生的電荷聚集在各像素的位能阱（potential well）中。由於每個光子產生固定數量的電子，累積

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