更新时间：2025-08-08 
阅读：173随着传感器研发生产技术的进步，背照式传感器峰值量子效率(Peak QE)已提升至95%以上，读出噪声和暗电流成为弱光条件下相机灵敏度的主要限制因素。电子倍增(EM)技术是降低读出噪声的方法之一，深度制冷技术则能有效抑制暗电流。
什么是EMCCD相机？
EMCCD即电子倍增CCD，有时也被称为"片上倍增"CCD，结构和传统帧转移CCD结构类似，一个是"成像部分"，用于捕捉图像；另一个是"存储区域"，用于在读取图像之前存储图像。但在读出寄存器和读出放大器之间增加了数百个增益寄存器，作用是实现信号放大。
EMCCD对信号进行数千倍的增益，原本难以与读出噪声区分开的微弱信号能够被放大到高于读出噪声，由于信号增益发生在读出之前，实际上降低了相机的读出噪声水平，减少读出噪声对信号的影响，实现单光子级的灵敏度。即使在相对较低的EM增益设置下，有效读出噪声也能降低到小于1个电子（RMS）。
逐步增加EMCCD增益
单分子的信号进入视野并显著提高信噪比
另外EMCCD在需要较高速率的应用也具有优势。传统的CCD相机读出噪声在个位数范围内（<10e-），是以低于1MHz读出速度为代价。为实现高速读出，电荷放大器的带宽需要尽可能宽，但噪声会随之增大。EMCCD则可以避免这一限制，像素读出速度可达30MHz，能够在高速下实现前所未有的灵敏度。
EMCCD的应用
由于EMCCD超高的灵敏度与高读出速度，在物理光电和生命科学领域应用广泛，例如量子纠缠、自适应光学、散斑成像、幸运成像、单分子检测、超分辨、生物发光等。
产品推荐
Andor iXon系列EMCCD高端超灵敏科研级相机，具有多种优势，例如单光子灵敏度、高帧率、深度制冷等，广泛应用在生命科学和物理科学。
iXon Ultra系列：提供了无与伦比的灵活性和功能性，适用于物理科学和生命科学应用。
iXon Life系列：专为荧光显微镜应用而设计，性能卓越，价格极具竞争力，非常适合单分子检测和活细胞显微镜观察。
产品亮点
超快帧率
拥有业界领先的垂直转移速度，显著提升帧率并减少拖尾现象。在ROI或Binning模式下，速度更快。
iXon Ultra897：将像素读取速度从标准的10MHz超频至17MHz，帧率提升超过60%，达到全画幅56帧/秒。
iXon Ultra888: 时钟频率跃升至30MHz！大靶面传感器也能实现视频级帧率，在裁剪模式下，512x512（ROI）帧率最高可达93帧每秒！
高QE范围
iXon系列EMCCD采用背照式传感器，QE超过90%，提供从UV到NIR的广泛波长覆盖。其中新品iXon Ultra Blue在蓝光和近紫外具备极致的灵敏度，非常适合离子阱量子系统成像，尤其是镱-370nm、镁-285nm或锶-422nm等离子。
近红外优化设计
EXF涂层针对近红外NIR优化，采用边缘抑制设计，有效抑制近红外单色成像时干涉条纹振幅（Etaloning现象，在>750nm波长尤为明显），提升定量精度。
深度制冷
由于单个热电子通过EMCCD的增益，即使在短时间曝光时，也会影响相机灵敏度，所以深度制冷至关重要。iXon最低可冷却至-100℃，实现极低暗电流。
不同制冷温度下获取的图像
永久真空
Andor开发永久真空UltraVac工艺，将背照式传感器密封在真空中，保障制冷性能和QE。
"二合一"EMCCD和CCD模式
iXon Ultra系列具有"二合一"模式，可作为单光子EMCCD或低噪声传统CCD运行，用户可通过软件自行选择。
在单光子的应用中，选择EMCCD放大器通常能在较快帧频条件下获得更好的信噪比。而在使用较长曝光时间和传感器缓慢读出时，CCD放大器通常能获得更好的信噪比。
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