单光子灵敏和高时空分辨的大动态范围科学增强相机

Large Dynamic Range Science Intensified Camera with Single Photon Sensitivity and High Spatiotemporal Resolution

摘要: 增强相机结合了MCP增强器和图像传感器这两个成熟的技术,便于对其各组件构成的优化及择优组合,获得单光子灵敏的探测能力,以及精确的空间和时间分辨能力,可在极微弱光条件下获得准确的位置和时间信息,成为一个可用于科学成像的理想的大面阵成像探测器,特别是可结合门控电源,获得超快的曝光时间,并使增强相机也可在较高的光照条件下工作,覆盖一个相当大的工作范围.本文描述了增强相机的构成及其各构成组件的工作特性,介绍了MCP增强器各组件的择优组合和优化构成,结合一个门控电源对光阴极的超高速和高频率的选通,以及一个百万像素的图像传感器经光学耦合后的高速读出,科学增强相机可具有纳秒甚至亚纳秒的时间分辨力,并兼具模拟和光子计数两种模式的大动态范围成像能力,在光子计数模式,具有可达到单光子探测灵敏度,和106 count?s-1?cm-2数量级以上的最大计数率,以及10μm(FWHM)的空间分辨的能力.