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高靈敏度相機(jī)是指成像器件能探測(cè)到光子數(shù)小于500個(gè)，對(duì)微弱光進(jìn)行成像。高靈敏度相機(jī)可以分為進(jìn)行單光子探測(cè)的ICCD，在10個(gè)光子數(shù)下有優(yōu)勢(shì)的EMCCD，在高分辨率高速度且高靈敏下的SCMOS，為降低熱噪聲提高靈敏度的制冷型CCD
原理目標(biāo)物體在相機(jī)的芯片上形成的每個(gè)信號(hào)都反映了投射在相機(jī)像素上的光線量。在光線較暗的情況下，該信號(hào)非常弱。高靈敏度相機(jī)內(nèi)的電子元件可增強(qiáng)較弱的信號(hào)，使其能夠有效地?cái)?shù)字化并傳輸。
EMCCD技術(shù)，有時(shí)也被稱作“片上增益”技術(shù)，是一種全新的微弱光信號(hào)增強(qiáng)探測(cè)技術(shù)。它與普通的科學(xué)級(jí)CCD探測(cè)器的主要區(qū)別在于其讀出寄存器后又接續(xù)有一串“增益寄存器”，它的電極結(jié)構(gòu)不同于轉(zhuǎn)移寄存器，信號(hào)電荷在這里得到增益。
EMCCD也可采用背照式結(jié)構(gòu)，把高達(dá)90%的效率與電荷倍增向結(jié)合，提高靈敏度，從而提供高幀速率情況下好的低照度響應(yīng)。溫度對(duì)片上倍增增益的影響明顯。溫度越低，由依次電子產(chǎn)生的二次電子越多，則片上倍增增益越高。研究表明把探測(cè)器制冷到-30攝氏度或更低時(shí)，片上增益可以超過1000倍。EMCCD良好的性能取決于CCD溫度的選擇以及溫度隨環(huán)境波動(dòng)的控制。
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