CMOS是近年来发展迅猛的一种高灵敏技术，sCMOS又称为“科学级CMOS”。为什么这么说呢，因为sCMOS可达550万分辨率，高达62%~82%的量子效率，动态范围93dB，最666的要说是噪声水平可以抑制在1e-以下，真正达到科学级！性能远高于传统的CCD、CMOS探测器。

▲传统CCD与sCMOS芯片拍摄效果直接肉搏

isCMOS 是新一代强化型sCMOS相机，灵敏度非常高，适用于UV、VS、NIR等多种波段。传统ICCD相机使用CCD芯片，在超短曝光时间中，无法吸收到足够的曝光量。而isCMOS靠着纳秒级门控和相关控制模块，较好的解决了这个问题，可以为微光环境应用，以及更高的时间分辨率提供更可靠的性能保证！

快门一闭一睁 光子就过去了

在微光世界中，入射光的强弱可是不由人做主，无法直接实现倍增，需要要将光信号转化成为电信号，之后将电信号放大后再转换为光信号，才能实现芯片捕捉更多的光子。

在isCMOS相机中，整个过程是由一个叫做图像增强管的东西完成的。它主要包括三个部分：光电阴极（photocathode）、微通道板（MCP）以及荧光屏（phosphor screen）。

光电阴极实际上就是一层薄薄的涂覆材料。虽然只有几微米厚，光子经过这里的时候就会转化成电子。

当光电阴极的电压为-180V时，从光电阴极上飞出的电子在电压的作用下就会进入到下一步的MCP中，此时就相当于快门曝光状态。当光电阴极的电压为+80V时，电子就被电压牢牢地束缚在光电阴极上，不会进入到MCP中，此时就相当于快门关闭状态。

于是乎，当光电阴极的电压在-180V到+80V之间超快速切换时，isCMOS相机就实现了超快的快门速度，曝光时间最短仅为3ns。所以pco.dicam C1可以抓拍到更快的瞬态照片清晰无拖影，而传统相机就只能糊成一片。

比如，532nm波段的激光瞬时拍摄就非常讲究“火候”，时间短了拍不到，时间长了芯片烧坏了。凭借pco.dicam C1纳秒级门控，就完全可以拍摄到更清晰的图像。

我在秋天种下的电子

从光电阴极出来的电子，就要经过MCP。MCP是一种电子倍增器，里面有成千上万的通道供电子游走。每个电子撞击到通道壁上，就会被通道壁加压而产生二次电子。于是乎，一个变两个，两个变四个，四个变八个……就这样，我们就收获了超多倍的电子。

所以说，MCP面积越大、上面的通道密度越高，最终的成像效果越好。pco.dicam C1相机中使用的MCP有25mm直径，但是有着超过1000万个通道，且每一个通道都能够作为独立的倍增通道。

因为MCP的通道像镜头一样，所以我们也可以用评价镜头成像品质的MTF参数来评价。MTF在0~1之间，越接近1则说明镜头性能越优异。而pco.dicam C1的高质量MCP较大MTF值竟然可以高达83 LP/mm！

在经过MCP的放大作用后，原来星星点点的电子已经倍增成了燎原之火，加速打在同样是薄薄一层磷光体的荧光屏上，在6~7千伏静电电压的作用下，荧光屏将电子转换为了光子，继续下一段旅程。

光栅耦合 or 透镜耦合？

传统isCMOS采用光栅耦合。什么是光栅耦合？你可以理解为一把光纤包装好，两边剪断后融化一端，最终形成一个锥子一样的形状。大的那端负责接收荧光屏上发出的光子，光子从小的那端落入到相机芯片里面，从而成像。

抛开难以控制的玻璃软化工艺水平不说，从荧光屏到光栅之间，从光栅到光锥之间，从光锥到芯片之间，这些都是存在空隙的，光子在玻璃中和空气中的折射率并不一致，致使荧光屏发出的大量光子会在这个过程中含恨败北。

部分产品采用粘合剂或者填充油来弥补空隙带来的损耗，但是这样会带来更大的维修和密封问题。而且最关键的是，除了提升成本降低设备可靠性之外，并没有从根本上解决光栅耦合量子效率低的问题。

pco.dicam C1使用两个透镜组成的棱镜组来进行耦合。是的，只有两片透镜，负责将物体发出的所有光线都转换为平行光线，最终将光线聚焦在成像芯片上。这种光学设计可以地避开所有光栅耦合的缺点，保证了传输的高效率和较好的图像质量！

专为科研而生

pco.dicam C1较早实现了4.2MP分辨率16bit数据下，高达104fps的高速帧频。配合高速的CameraLink HS接口，低延迟、低抖动，图像数据速率可达840MByte/s。

pco.dicam C1拥有过人的量子效率，可以根据用户的应用选择不同材料的荧光屏。这样也可以使得部分波段QE甚至接近100%！简直是科研神器般的存在！

pco.dicam C1还贴心的提供了光纤接口，为使用各种加速器、对撞机等大型设备的高能物理用户提供了较大地方便。相机控制PC和相机之间的距离可以很容易的达到几百米，而无需光电转换器或者信号中继器。降低了部署成本，同时也减少了潜在的信号误差源头。低成本的光纤线缆还可以天然避免各种电磁干扰，甚至已经作为高能量实验室中的标配

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