CCD，CMOS相機常備用來拍攝發光(guāng)影像。然而(ér)受(shòu)到(dào)效率(shuài)，噪聲(shēng)的限製(zhì)，在微(wēi)弱光環境下(xià)，普(pǔ)通(tōng)相機很難實現(xiàn)有(yǒu)效(xiào)的(dí)成像，這些(xiē)場(cháng)景(jǐng)包(bāo)括(kuò)：

 - 微(wēi)光(guāng)夜視(shì)，即(jí)環(huán)境光(guāng)照(zhào)很低(dī)的(dí)場合；

 - 微弱發光，如(rú)單(dān)顆粒發(fā)光，單粒(lì)子(zǐ)探(tàn)測，生物自熒光等；

 - 高速(sù)成(chéng)像(xiàng)，因(yīn)為(wéi)曝(pù)光時間很(hěn)短而導(dǎo)致信(xìn)號微(wēi)弱

 ......那(nà)麼；是(shì)否(fǒu)有(yǒu)辦法(fǎ)將影像(xiàng)增強(qiáng)呢(ní)？

如何利(lì)用像增強(qiáng)器(qì)解決微弱信號探(tàn)測(cè)？

像(xiàng)增強(qiáng)器可以(yǐ)有(yǒu)效(xiào)增強(qiáng)影像，並可以(yǐ)實現單(dān)光子計數探測(cè)。

簡述像(xiàng)增強器(qì)的(dí)用(yòng)途：

1．顧名(míng)思(sī)義，像增強器能(néng)實(shí)現光(guāng)放大，可提供高(gāo)達(dá)10^3 - 10^7的光增益，實現微(wēi)光(guāng)環境成像，高速成(chéng)像，單個粒子(zǐ)探測等微(wēi)弱信號探(tàn)測(cè)的功能(néng)；

但(dàn)本君絕不僅(jǐn)僅是增強光(guāng)信(xìn)號(hào)而(ér)已，還可(kě)以(yǐ)實現(xiàn)：
2．選通（超(chāo)高(gāo)速(sù)快門）功(gōng)能，可達納(nà)秒量(liáng)級(jí)甚(shèn)至(zhì)更(gēng)低；
3．結合(hé)閃(shǎn)爍(shuò)體(tǐ)用於探測X-Ray，帶電粒子以(yǐ)及中(zhōng)性粒(lì)子(zǐ)等(děng)。

同(tóng)時(shí)值(zhí)得一(yī)提(tí)的是，在(zài)增強信(xìn)號(hào)的同時，本君少產生(shēng)幹擾，在(zài)厘米(mǐ)量級的(dí)靶麵上(shàng)，暗計(jì)數每秒(miǎo)不超過(guò)10個(gè)！

像增強器的構造：

此部分(fēn)我們介(jiè)紹像增強器(qì)的構(gòu)造，器件(jiàn)中各(gè)個(gè)部(bù)分(fēn)的功(gōng)能(néng)，像(xiàng)增(zēng)強(qiáng)器的結構決定了其可以對微弱信號進(jìn)行檢測。

簡(jiǎn)單(dān)來(lái)講(jiǎng)像增(zēng)強器(qì)由陰，微通道(dào)板，熒光(guāng)屏構(gòu)成，下麵(miàn)一(yī)一為您(nín)剖(pōu)析(xī)：

1）光電陰：

像增強(qiáng)器的陰的(dí)作(zuò)用是將光子轉換成電子，陰(yīn)材(cái)料(liào)可以(yǐ)是(shì)金(jīn)屬或(huò)半導(dǎo)體(tǐ)。通常(cháng)二(èr)代像(xiàng)增(zēng)強(qiáng)器采用(yòng)雙(shuāng)鹼(jiǎn)或多鹼光電陰，對紫(zǐ)外-可見光較為(wéi)敏(mǐn)感(gǎn)（日(rì)盲(máng)型僅對(duì)紫外敏(mǐn)感(gǎn)）。描(miáo)述光電(diàn)陰的(dí)主(zhǔ)要(yào)參(cān)數(shù)包括量子效(xiào)率(shuài)，峰值響應波(bō)長，暗(àn)電流等。

2）微通道板(bǎn)：

像增強器的的(dí)增(zēng)強功(gōng)能是(shì)通過微通道(dào)板(MCP)實現的，微(wēi)通道板(bǎn)是(shì)陣(zhèn)列式(shì)微(wēi)細(xì)玻璃(lí)管(guǎn)，玻璃管的直徑(jìng)可(kě)以小(xiǎo)到(dào)幾個微(wēi)米，內(nèi)壁(bì)鍍(dù)有二次(cì)電(diàn)子發射(shè)材(cái)料(liào)。當微通道板(bǎn)被(bèi)加(jiā)上(shàng)高(gāo)壓後，電(diàn)子碰撞(zhuàng)內壁(bì)會進(jìn)行倍增(zēng)，形成雪崩(bēng)式反應(yīng)，實現信號(hào)的(dí)放大。像增強(qiáng)器(qì)根(gēn)據增益的要求不同(tóng)，分(fēn)為單MCP，雙MCP和三MCP，增(zēng)益(yì)也從10^3 ～10^7不等，在單光(guāng)子(zǐ)成(chéng)像(xiàng)的成像係(xì)統中，采用(yòng)雙(shuāng)MCP，由(yóu)於(yú)具有(yǒu)高(gāo)的增益(yì)，會(huì)很(hěn)好(hǎo)的(dí)剔除模擬(nǐ)噪(zào)聲。

通(tōng)常情況(kuàng)下對MCP進(jìn)行描(miáo)述有(yǒu)如(rú)下四(sì)個性能(néng): 長徑比，同等(děng)情(qíng)況下(xià)，長徑比(bǐ)大的(dí)MCP增(zēng)益能(néng)力強；開口麵積比(bǐ)，這個參數決定了MCP的探(tàn)測效(xiào)率；增(zēng)益，MCP通過(guò)加上高壓實(shí)現雪(xuě)崩放大(dà)，電壓越高增益(yì)越強(qiáng)，但是(shì)高(gāo)壓是有(yǒu)限(xiàn)製的(dí)，通(tōng)常(cháng)情況下(xià)這(zhè)個高(gāo)壓(yā)不(bù)能超過1000V；均(jūn)匀(yún)性，MCP的(dí)均(jūn)匀性一定程(chéng)度上(shàng)決定了(liǎo)像增(zēng)強(qiáng)器(qì)的(dí)均(jūn)匀(yún)性。

3）熒光屏(píng)：

像(xiàng)增強器的熒光屏是(shì)將(jiāng)電(diàn)子再次轉換(huàn)成光信號的器(qì)件，熒(yíng)光屏上加(jiā)有(yǒu)5000-6000V的高壓(yā)，可以將一個電子轉(zhuǎn)換(huàn)成(chéng)轉換成多個光(guāng)子。熒光(guāng)屏(píng)要求(qiú)屏(píng)層強度和導(dǎo)通性良(liáng)好(hǎo)，以免被靜電(diàn)擊(jī)穿(chuān)鋁(lǚ)膜層，表(biǎo)麵質(zhì)量優(yōu)良以(yǐ)免產(chǎn)生針尖放(fàng)電(diàn)，發光效(xiào)率良好(hǎo)，MTF曲綫(xiàn)優良(liáng)。

描述熒光屏(píng)4個主要(yào)參(cān)數(shù)：空間(jiān)分(fēn)辨率，高(gāo)的空間分(fēn)辨率才(cái)會讓(ràng)圖像效果(guǒ)更(gēng)好(hǎo)；電(diàn)子(zǐ)轉換(huàn)效率，熒光(guāng)屏根據(jù)材質的(dí)不同光(guāng)子的轉(zhuǎn)換效率可(kě)以(yǐ)為55-320個光子(zǐ)不等；發光(guāng)光譜，熒(yíng)光品的發(fā)光光譜主要集中(zhōng)於400nm - 550nm之(zhī)間；湮滅(miè)壽(shòu)命(mìng)，熒(yíng)光屏(píng)的熒光湮(yān)滅(miè)壽(shòu)命根(gēn)據實(shí)驗重頻要求(qiú)來(lái)選擇(zé)，不(bù)同熒(yíng)光(guāng)材料(liào)的湮(yān)滅壽命在ns～ms量級。

選通功(gōng)能(néng)

光電子從陰到達MCP需要一(yī)個正(zhèng)電(diàn)壓（通(tōng)常為200V左(zuǒ)右）導引及(jí)加(jiā)速(sù)，而如果(guǒ)施(shī)加一(yī)個(gè)負電壓(yā)（約-50V），電(diàn)子無法抵達MCP，像(xiàng)增(zēng)強(qiáng)器(qì)無(wú)輸出，為關(guān)斷狀(zhuàng)態(tài)。因(yīn)此可以通過對光電陰-MCP之間(jiān)的電壓(yā)施加脈(mài)衝電(diàn)壓來(lái)實現超快的快門(mén)，實(shí)現低(dī)至納(nà)秒的選(xuǎn)通；

MCP本(běn)身如果采用脈(mài)衝(chōng)高壓(yā)來驅(qū)動，也可實(shí)現選通，MCP的選通(tōng)時間一般比像增強器略慢(màn)。

附(fù)件及拓展(zhǎn)功能：

像(xiàng)增強器工(gōng)作時需要(yào)高壓電源提供(gōng)增益電(diàn)壓；選通(tōng)（門(mén)控）功(gōng)能需(xū)要(yào)門(mén)控脈衝發生器。這些器件現在(zài)都可以(yǐ)做(zuò)成很小的(dí)模(mó)塊，甚至集成在(zài)像增強器外周。

同(tóng)時本君(jūn)還(huán)具(jù)備相(xiāng)當靈(líng)活(huó)的(dí)變身(shēn)功能：輸(shū)入(rù)麵加(jiā)閃爍體可(kě)以實(shí)現高能(néng)光子，粒(lì)子(zǐ)成(chéng)像；無(wú)光電(diàn)陰(yīn)的(dí)像(xiàng)增強器可以直接(jiē)用於(yú)探(tàn)測(cè)電子，離(lí)子(zǐ)，X射綫等(děng)能(néng)量較高的粒子。

Photek公司(sī)*研(yán)發(fā)背(bèi)景(jǐng)：

Photek 公(gōng)司成立於(yú)1991年(nián)，由英(yīng)國Bristol University從事空間(jiān)光(guāng)電(diàn)探(tàn)測器(qì)研發(fā)的(dí)科(kē)學家(jiā)創建，公(gōng)司(sī)位於英國East Sussex郡，該(gāi)地(dì)曾(zēng)是(shì)英國的顯像(xiàng)管生(shēng)產中(zhōng)心(xīn)。基於(yú)*的(dí)電真(zhēn)空器(qì)件(jiàn)生產測試設(shè)備，人才和(hé)經驗(yàn)，Photek提供基於真(zhēn)空(kōng)光(guāng)電(diàn)技術(shù)的(dí)光電探測(cè)器，包括(kuò)像(xiàng)增(zēng)強(qiáng)器(qì)，超(chāo)快(kuài)光(guāng)電倍增管(guǎn)，真空(kōng)粒子探(tàn)測器，條(tiáo)紋(wén)管(guǎn)，配套(tào)的(dí)高壓，快(kuài)電(diàn)子學(xué)設備(bèi)，以及單光子計數相機(jī)，微光探測(cè)相機等(děng)。Photek具備(bèi)光電陰蒸(zhēng)鍍，熒光(guāng)粉蒸鍍，陶瓷(cí)/玻璃/金(jīn)屬超(chāo)高(gāo)真空密(mì)封(fēng)等設(shè)計(jì)和製造工藝，具備高壓電源，納(nà)秒高(gāo)壓高(gāo)速(sù)脈衝發生器(qì)，數字控製電(diàn)路與軟件(jiàn)開發(fā)，光學設計以及成像(xiàng)評(píng)價測試的完(wán)整(zhěng)研(yán)發，生(shēng)產，質(zhì)檢體(tǐ)係(xì)。Photek 專長於大麵(miàn)積，高速(sù)光電(diàn)探(tàn)測(cè)器以及先進(jìn)光子(zǐ)計(jì)數(shù)探測器(qì)，並在(zài)特種(zhǒng)探測器（如宇航級(jí)探測(cè)器，軍標探(tàn)測器(qì)）領(lǐng)域(yù)有(yǒu)豐富(fù)的(dí)實際(jì)經驗(yàn)。