CCD
CCD是一種在光電效應(yīng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的半導(dǎo)體光電器件，CCD的工作過(guò)程主要包括：電荷產(chǎn)生、電荷收集、電荷包轉(zhuǎn)移和電荷包測(cè)量。光子入射到CCD上激發(fā)光電子，光電子被收集在一起形成電荷包，電荷包依次從一個(gè)像素轉(zhuǎn)移到另一個(gè)像素，最終傳輸?shù)捷敵龆?，完成?duì)電荷包的測(cè)量。
CCD種類有很多，天文觀測(cè)中常用的有全幀CCD (Full-Frame CCD, FFCCD)，電子倍增CCD (Electron-Multiplying CCD, EMCCD)等。
CMOS與sCMOS
互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)誕生于20世紀(jì)80年代。CMOS圖像生成機(jī)理同樣是光電效應(yīng)，它的工作過(guò)程也包括電荷產(chǎn)生、電荷收集、電荷包轉(zhuǎn)移和電荷包測(cè)量。與CCD不同的是CMOS每個(gè)像素都集成了模擬電路，四個(gè)過(guò)程在一個(gè)像素里完成，即每個(gè)像素輸出的是轉(zhuǎn)換完的電壓信號(hào)。sCMOS作為CMOS一種類型，主要應(yīng)用于科研領(lǐng)域。目前sCMOS已被廣泛應(yīng)用于生物、物理等科研領(lǐng)域，而CMOS則取代了CCD，成為了民用領(lǐng)域最主要的感光器件。
CCD，CMOS和sCMOS作為半導(dǎo)體感光器件，因其結(jié)構(gòu)不同，特點(diǎn)不同。根據(jù)需求選擇合適的，才能事半功倍。
相機(jī)的制冷方式有哪些？
目前科學(xué)相機(jī)的制冷方式基本上都是采用半導(dǎo)體制冷方式，也就是我們常說(shuō)的”帕爾帖”原理制冷，即：當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體 A 和 B 組成的電路且通有直流電時(shí)，在接頭處會(huì)釋放出某種熱量，而另一個(gè)接頭處則吸收熱量，將吸收熱量的那部分靠近圖像傳感器芯片，另一端則采用“風(fēng)冷”或者“水冷”的方式將熱量導(dǎo)出去。
“風(fēng)冷”就是采用風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，使空氣流動(dòng)起來(lái)，與散熱器進(jìn)行熱交換。缺點(diǎn)是有振動(dòng)，噪聲大。
“水冷”就是先用液體(水、乙醚、制冷液的混合)把芯片的熱量吸收，再通過(guò)水泵使液體流動(dòng)起來(lái)，把熱傳導(dǎo)到散熱器，從而把熱量散發(fā)出去，“水冷”散熱效果比“風(fēng)冷”好，而且靜音。缺點(diǎn)是散熱器的體積有點(diǎn)大。另外，也有用“液氮”進(jìn)行冷卻的，制冷溫度可達(dá)-120 ℃ ，但“液氮”散熱器的工藝復(fù)雜，造價(jià)過(guò)于昂貴。
世界著名的科學(xué)相機(jī)制造商 Teledyne Photometrics 推薦使用 Koolance 生產(chǎn)的專業(yè)級(jí)水冷散熱器進(jìn)行散熱，適用的型號(hào)有：EX2-755、EX2-1055、EXT-440CU、EXC-900 等Koolance Inc.公司 2000 年成立于美國(guó)，是一家獲得 ISO 9001 質(zhì)量管理體系和 ISO14001 環(huán)境管理體系雙認(rèn)證的“液冷”散熱產(chǎn)品專業(yè)制造商，專為科學(xué)相機(jī)、工業(yè)相機(jī)等專業(yè)設(shè)備量提供散熱方案，能充分滿足各種相機(jī)的制冷要求，并且操作簡(jiǎn)單、方便可靠。

審核編輯 黃宇