使用基于硅的电荷耦合器件（Si CCD）相机获取。布拉格光栅技术设用于全局成像，允许在显微镜下逐波长获取整个视野内的信号。传统的荧光（PL）成像设置基于逐点或线扫描技术，需要重构图像。使用这些成像技术时，仅照亮样品的一小部分（使用共聚焦逐点设置时约为1μm2），周围区域保持黑暗，导致载流子向这些区域横向扩散。全局照明避免了由于局部照明引起的载流子复合。使用全局成像时生成的等势体防止了电荷向更暗区域扩散。用于全局成像模式的均匀照明使得在现实条件下进行PL实验成为可能，z低可达一个相当于太阳功率密度。预计仪器激发强度波动可达13%。激发辐照度的变化将带来PL发射的比例变化，使这种效应易于识别。此外 ...
使用电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)是进行基于条纹的热重测量的一种扩展选择，可以提高检测灵敏度，这是一些CCD探测器的附加功能。iccd通常需要Peltier冷却(从- 20°C到- 100°C以下)，通常不是水冷却或液氮冷却。这些组件影响着电子器件、整体尺寸、成本和iccd的复杂性，目前iccd的规模仍然相当大。3. SPADsCMOS工业技术标准能够以低成本和更小尺寸设计高速电子元件与spad相结合，而无需探测器冷却。这使得在一个微小的固态芯片上安排简化的光探测和快速(亚纳秒)读出电路成为可能。首ge SPAD阵列探测器由Rochas等人于2003年研制。SPAD探测器非常灵敏，在高速下 ...
超快速和强化电荷耦合器件(iccd)，带有或没有克尔门。从本质上讲，这些设备需要探测器冷却，因此非常复杂和笨重(见表1)。自世纪之交以来，互补金属氧化物半导体(CMOS)单光子雪崩二极管(SPAD)阵列探测器已经商业化。CMOS spad具有显著减少上述缺点的优点。此外，通常不需要冷却探测器，这进一步降低了光谱仪的复杂性、成本和整体尺寸。目前的商用门控拉曼器件是便携式桌面大小的装置，适用于过程工业监测目的。表1时间分辨(TR)门控通常可以互换使用。然而，虽然门控拉曼主要侧重于抑制荧光和其他干扰，从而在脉冲激发源的宽度或部分宽度上重复一个测量周期，但在研究瞬态过程方面，热重法也可用于TR测量。由 ...
在门控和增强电荷耦合器件(ICCDs)或CMOS单光子雪崩二极管(SPAD)阵列上，它们也适用于TG RS, SPAD阵列具有更高的灵敏度，与门控ccd相比具有更好的时间分辨率，并且不需要过多的探测器冷却。传统拉曼光谱(RS)的致命弱点是样品诱导荧光发射。这是一个竞争现象，发生在相对较弱的拉曼散射下，并且可以模糊整个拉曼光谱，使材料的识别或量化成为不可能。解决这一问题的有效方法是时间门控(TG)，这是信号处理中常用的一种技术。热重光谱的目的是测量特定时间段内的信号，从而实现对瞬态过程的监测。早在20世纪70年代，随着科学家们在测量过程中寻找去除荧光背景信号的方法，TG就进入了RS领域。然而，T ...
）与电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）相机是成像领域的两项重要技术，各自具备适合特定应用场景的独特优势。EMCCD相机因其低暗电流特性及弱信号放大能力而备受关注，而SPAD则具有极高的读出速度并能探测单个光子，使其成为弱光与高速应用场景的理想选择。理解二者的差异与优势对选择合适工具至关重要。除卓越的弱光成像能力外，SPAD还具备EMCCD技术无法实现的高动态范围与高速成像特性。特别值得一提的是，SPAD 512配备的时间门控功能可用于研究荧光寿命成像（FLIM）等时变信号，通过时间特征实现分子识别。这些应用领域将后面章节详细探讨。单光子相机研发面临的主要挑战在于寻求zui佳灵敏度与zui低噪声 ...
D技术的相机电荷耦合器件或CCD是一种蚀刻在硅表面上的集成电路，形成称为像素的光敏元件。落在该表面上的光子会产生电荷，电子设备可以读取该电荷并将其转化为数字信号。CCD 的尺寸可能会有所不同，适合不同的应用类型，通常适用于科学领域。与其他传感器一样，CCD 可以可视化为收集雨水（光子）的水桶（像素）阵列，其中每个水桶暴露在雨水中的时间相同。曝光用不同数量的光子填充像素，然后一次读取一个像素。这个过程首先将光子传输到相邻的空柱中。该列中的像素将它们的光子向下传输到zui终像素，相机的电子设备会读出该像素并将其转换为计算机可以理解和存储的数字。无论如何，CCD 类型的传感器越来越受欢迎，在索尼宣布 ...
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