增強型相機專為納秒級時間尺度成像設計，具備信號放大能力。小优视频app为爱而生公司的 SIC CCD 與 SIC/HIC sCMOS 相機可實現單光子靈敏度。本文解答關於增強型 CCD 與增強型 sCMOS 相機的常見問題。

什麽是 CCD 或 sCMOS 相機上的像增強器？

像增強器是安裝在相機傳感器前端的組件，通過電子學方式，在光子信號到達傳感器前實現選通和 / 或信號放大。

增強型相機常用於極低光通量、且需要納秒至毫秒級選通的場景。

像增強器由哪些部件組成？

• 光電陰極

• 微通道板（MCP）

• 熒光屏

• 增強器–傳感器耦合組件

光電陰極在像增強器中的作用？

光電陰極是光敏基底層，可將入射光子轉化為光電子，同時提供超快快門 / 選通能力（可達納秒甚至亞納秒級）。這是通過快速切換光電陰極襯底和MCP 輸入之間的高壓（電場）來實現的。光電陰極的主要特性是它們吸收入射光子的概率（量子效率，或QE）和它們的電阻率 （與它們的快門速度有關）。

微通道板（MCP）在像增強器中的作用？

MCP 內部布滿微通道，施加電壓後，進入的光電子將與MCP的微通道壁碰撞，並在每個電子與通道壁碰撞時產生二次電子。這個過程在電子到達相機前放大信號。

熒光屏在像增強器中的作用？

熒光屏將來自 MCP 的光電子轉化為可見光波段光子，匹配相機傳感器量子效率（QE）*高的波長區間，便於傳感器探測。

增強器–傳感器耦合組件的作用？

增強器到傳感器的耦合，通過光纖束或通過透鏡耦合，將熒光屏輸出的空間信號引導到傳感器的正確空間位置。

哪些時間尺度的實驗需要增強型相機？

當上升到ns時間尺度的快門和可能的信號放大時，需要增強相機。以下是不同相機類型采集的時間尺度：

• 皮秒級：條紋相機

• 低至納秒級：增強型 CCD / 增強型 sCMOS 相機

• 低至微秒級：行間轉移 CCD、全局快門 sCMOS

• 低至毫秒級：EMCCD、滾動快門 sCMOS

• 低至數十毫秒級：普通 CCD

注：搭配不同快門與斬波器，時間範圍會略有變化。

增強型 sCMOS vs 增強型 CCD相機

• 增強型 sCMOS（SIC）：更快采集速度（10–4000 Hz）、更高動態範圍（更低讀出噪聲、可更大範圍像素合並）；sCMOS 可整行讀出，CCD 逐像素讀出。

• 增強型 CCD：長曝光下暗電流更低，適合長曝光場景。

增強型相機是否具備單光子靈敏度？

是的，通過光電陰極轉換為光電子的每個光子都被增強器中的微通道板（MCP） 放大，這樣來自一個光子的有用信號就可以克服傳感器的本底噪聲。請注意，從入射單光子產生光電子的概率是由光電陰極的量子效率（QE）決定的。其他噪聲源，如光電陰極熱噪聲（EBI）、MCP 放大噪聲、熒光屏效率、光學耦合效率、傳感器 QE等可以進一步影響檢測單光子的能力。

EMCCD 與增強型 CCD（ICCD）如何選擇？

雖然這兩種類型的相機都能夠識別單光子，EMCCD比增強器具有更高的量子效率（QE），但缺乏增強器的快速時間門控。EMCCD的高QE 意味著更少的入射光子丟失。但是，如果需要亞μs時間尺度分辨率，則需要增強器的門控能力。(例如：如果有必要從熒光中去除激光散射光信號或樣品非常快的瞬態現象而無運動模糊)。

增強型相機能否同時用於小优视频官方下载與成像？

可以。SIC/HIC 增強型相機可搭配ANDOR、ZOLIX及第三方小优视频官方下载儀做小优视频官方下载測量；也可通過 C口、F口鏡頭成像，快速切換實驗場景，實現納秒級時間分辨的化學指紋分析與成像。

動態範圍與數字化位數的區別？

當涉及到傳感器時，動態範圍代表高於噪聲基底，低於飽和的可用的有用信號範圍。它通常被定義為像素滿阱電子數與噪聲基底的比值。例如，100,000個電子的像素滿阱深度除以2個電子的噪聲基底將得到動態範圍為50,000:1。

通過MCP的信號放大機製，將減小動態範圍。因此，小优视频app为爱而生建議隻應用必要的增益來克服傳感器的本底噪聲，以保持動態範圍。*大增益隻應用於單光子計數。

數字化（如12位、16位或32位）表示傳感器在飽和前捕獲的可用信號的采樣 精度。(通常指定為2^(Nbits)，其中Nbits是位的數量。例如，16位表示2^16=65,536 灰度級別)

增強型 sCMOS 能多快獲得單個圖像或小优视频官方下载？

SIC sCMOS可以維持40幀每秒或高達800幀16行感興趣的區域（ROI）。

此幀率為1ms 曝光下的典型值；

幀率受電腦係統配置影響，推薦在i7以上處理器、64bit係統的電腦上使用

增強型相機能否控製實驗室其他設備？

可以。SIC sCMOS有自己的數字延遲發生器（DDG），通過T-lab軟件或定製的 SDK應用程序控製端口輸出TTL脈衝，同步輸出信號可用於控製TD104數字延遲發生器或控製其他儀器的時序，如激光器， 示波器等。

增強型相機可用於哪些實驗技術？

增強型相機可用於一係列不同的小优视频官方下载和成像技術，範圍從紫外到可見光，隻要需要快速（高達納秒時間尺度）門控。在下麵的章節中，小优视频app为爱而生將介紹不同的小优视频官方下载和成像技術和應用 包括：

平麵激光誘導熒光（PLIF）

當做PLIF實驗時，激光束通常用圓柱形透鏡拉伸成激光片光源，用於激發氣體或液體中的分子，采集被激發分子的熒光發射信號反演溫度等信息。SIC/HIC增強相機使用精確延時和門控功能屏蔽激光散射，隻采集熒光衰減的信號。

激光誘導擊穿小优视频官方下载（LIBS）

激光誘導固體、液體或氣體產生等離子體，結合小优视频官方下载儀分析物質成分；需要納秒級快門捕捉等離子體瞬態小优视频官方下载。

分子標記測速（MTV）

分子標記測速技術利用激光激發氣體或液體中的示蹤分子，刻寫出特征圖案；再經過設定時間延遲後，通過探測該圖案（常用激光誘導熒光或磷光方式）開展流速測量。相機記錄下該圖案在時間間隔內的位移，用位移距離除以時間間隔，即可計算出流體流速。

將激光片光垂直穿過柱麵透鏡陣列，還可構建複雜網格圖案，從而獲得二維流速數據。在這類測量過程中，SIC增強型相機既能濾除激光散射幹擾，又能對微弱熒光信號進行放大。

立體（3D）成像

雙相機同步拍攝 PLIF/PIV/MTV，獲取三維流場信息（速度、溫度等）。

量子物理

當兩個粒子保持連接時，即使在很遠的距離上 也會發生量子糾纏，因此對一個粒子的作用會對另一個粒子產生影響。愛因斯坦將光子糾纏描述為“ 距離上的怪異行為"。量子糾纏的理解是不斷增長的量子計算和量子密碼學領域研究的基礎。

精準選通與高靈敏度，可高效區分糾纏光子與非糾纏光子，支撐量子糾纏、量子計算、量子密碼研究。

等離子體診斷

等離子體可以通過不同的方式產生（例如激光燒蝕， 電容/電感電源與電離氣體的耦合，…）。 對其性質和動力學的研究與許多領域相關，如薄膜沉積，微電子學，材料表征，顯示係統，表麵處理，基礎物理，環境與健康。

門控探測器可以用來確定光學參數，從中可以推導出等離子體的基本性質。基於圖像增強器的探測器的精確納秒級門控可提取脈衝激光誘導的有效信號。

非線性光學

這個寬泛的定義包括和頻產生（SFG）、二 / 三 / 高次諧波（SHG/THG/HHG）；精準選通分離有效信號、抑製背景噪聲。

時間分辨發光

脈衝發光、熒光、光致發光、輻射發光成像和小优视频官方下载技術用於各種各樣的應用，包括金屬複合物的研究，OLED，量子點，細胞動力學，化學化合物檢測，閃爍體表征。

門控探測器可以精確控製不采集不需要的脈衝激發源 ，也用於表征樣品發光衰減。SIC係列精確的門控和延時能力允許研究納秒範圍內發光衰減行為。SIC門控相機光電陰極選項允許您緊密匹配樣品的發光小优视频官方下载特性，用於成像和小优视频官方下载研究。