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EMCCD技術的增益
點擊次數：1929 更新時間：2021-06-09
EMCCD技術，有時也被稱作“片上增益”技術，是一種全新的微弱光信號增強探測技術，由Andor Technology Ltd. 首先應用于他們在2001年發布的iXon系列超高靈敏相機上，有用于成像的iXon系列和光譜領域的Newton型。它與普通的科學級CCD探測器的主要區別在于其讀出（轉移）寄存器后又接續有一串“增益寄存器”，它的電極結構不同于轉移寄存器，信號電荷在這里得到增益。
在增益寄存器中，與轉移寄存器不同的是其中的一個電極被兩個電極取代，其中電極1被加以適當的電壓而電極2提供時鐘脈沖，但該電壓比僅僅轉移電荷所需要高很多（約40~60V）。在電極1與電極2間產生的電場其強度足以使電子在轉移過程中產生“撞擊離子化”效應，產生了新的電子，即所謂的倍增或者說是增益；每次轉移的倍增倍率非常小，多大約只有×1.01~×1.015倍，但是當如此過程重復相當多次（如陸續經過幾千個增益寄存器的轉移），信號就會實現可觀的增益—可達1000倍以上。
EMCCD無法取代ICCD之處是它無法實現門控，以及納秒級門寬帶來的高時間分辨率，使ICCD在對高時間分辨的動態測量領域仍是有效的手段。
還有值得指出的一點是對于光子水平的極微弱信號探測，在所有造成信號衰減的環節上都要采取盡可能的措施來把信號損失減到低，比如，如果探測器的入射通道只有一層入射窗，其窗口反射造成的光子損失必然比多層窗要少（見圖5）；但要注意的是，這需要以高真空密封性為前提，因為一般CCD芯片為防止水汽凝結及其它氣體成分對其表面的損害，都覆有一層保護窗，如果不能保證高品質的真空密封，探測器制造商是不敢拿掉這層保護窗的，所以一般的探頭都至少有2層窗，只有少數制造商憑借其過硬的真空密封制造工藝將這層窗去掉而實現了單窗。
由此我們可見，探頭的真空密封性對任何一款科學級探測器尤其是EMCCD的性能品質起著多么至關重要甚至可以說是決定性的影響。
