科研相機作為高靈敏的探測器，探測波段覆蓋紫外-近紅外波段，是弱光探測必不可少的儀器。自光電效應原理被發現以來，用高靈敏度的探測器結合光學手段來研究物質和材料的各種光電性能就是一種必不可少的趨勢，科研型相機的誕生，為推動科研進展提供了必不可少的動力。一款高性能的科研型相機，成為了各研究機構趨之若鶩的科研助手。典型如中國科大潘建偉課題組，實驗室布滿了各種規格的科研相機，結合其他設備來實現光學信號的觀測，進而對物質的性能進行研究。
科研型相機可以通過深度制冷降低暗噪聲，使其具有高信噪比和高靈敏度等優勢，因此科研相機廣泛運用于天文觀測、生物成像、微納光學、表面等離激元等研究方向。結合單色儀可以做熒光、拉曼散射、吸收光譜等光譜學研究，在科研和工程領域廣泛運用。
科研相機因其優異的電路設計，可以和其他設備諸如激光器和信號延遲發生器等做同步，使得其和普通工業或民用相機有很大的區別。
科研相機從芯片種類的不同，主要分為CCD相機和SCMOS相機。
關于CCD相機，詳細的分類如下：
普通制冷型CCD相機：普通CCD相機具有制冷功能，高靈敏度，自1969年CCD誕生以來，市場上此類相機的品牌和公司有很多。
在整機市場上做的比較出色的有2家，主要為美國Princeton Instruments（PI）和英國Andor，這兩家公司各有所長，具有不同芯片尺寸的CCD相機，在信噪比和制冷等方面也不相上下，都具有很多年的歷史。
制冷方式上，PI和Andor都具有很多電制冷型的CCD相機，制冷溫度從-70℃到-90℃不等。而PI有液氮制冷型CCD，可以制冷到-120℃，由于相機的暗噪聲和積分時間與溫度有關，因此這款相機可以通過長時間來提高信噪比，實現對超弱光信號的探測，可以達到單分子熒光的探測水平。而Andor在大靶面相機上具有獨特優勢，Andor推出了4K*4K（型號：iKon）的相機，在天文上廣泛應用，可以實現暗行星和全日面的觀測，大靶面相機的難度比較大，因此Andor在這方面的優勢目前是無出其右的。而PI也推出了2K*2K(型號：SOPHIA)的相機，具有高速，大靶面，低噪聲等特點，在活體成像、寬場顯微鏡、天文觀測等也廣泛應用。
電子倍增型CCD相機（EMCCD）：在普通制冷型CCD相機的基礎上增加了電子倍增功能，可以通過電子倍增功能將弱光信號放大，具有單光子水平的高靈敏度，是超弱光信號探測的另一利器。而在整機市場上做的比較出色的有2家，主要為美國Princeton Instruments（PI）和英國Andor。
近年來，日本的Hamamatsu公司也推出了幾款EMCCD。 EMCCD因其獨特的功能，在各國政府都是進出口管制的產品，即便如此，還是獲得了很多科研工作者的追求，在中國各大高等院校和研究所廣泛使用。
像增強型CCD(ICCD): ICCD在CCD前端增加了像增強器，可以實現電荷增強功能，用時可以實現快速門控，拍攝瞬態（ns級）信號。和激光器連用，可以做燃燒學，發動機做功過程拍攝，粒子示蹤、熒光壽命等應用，在科研和工程上應用廣泛。主要廠家為Princeton Instruments和Andor，此外，荷蘭Lambert、 德國PCO等公司也有類似設備，在中國占據了一小部分市場。
特別指出的是，Princeton Instruments公司將ICCD和EMCCD結合在了一起，推出了emICCD(電荷增強電子倍增探測器)具有電荷增強和電子倍增雙增益機制，可以實現超短時間（ns級）的拍攝，獲得相對高的信噪比，且其線性度更好，可以實現燃燒物中OH基等物質的定量測量。emICCD最初是PI基于NASA的需求而設計的，之后其優異的性能被國內很多用戶推崇。
近紅外面陣探測器：近年來小動物活體成像應用比較熱門，此前一直用硅探測器（200-1050 nm）作為探測手段，受到組織等樣品散射的影響，使得其信噪比和分辨率比較差，且穿透深度不夠。
近年來Princeton Instruments公司推出了新的近紅外波段的面陣探測器（型號：NIRvana），觀測波段是900-1700 nm，是很多靈敏的熒光探針（SWNT，QDs）等的發光波段，且由于該科研相機的高速、高靈敏特性，可以實現組織和活體樣品的實時拍攝，在生物活性下來做科學研究。
該相機具有高穿透能力，可以觀測毫米級深度的樣品，且不受組織散射影響，分辨率和靈敏度較高。但是該探測器為面陣，且材料為InGaAs，因此暗噪聲較高。為了抑制暗噪聲，PI推出了液氮制冷探測器，制冷溫度-190℃，典型用戶為斯坦福大學的戴紅杰老師等，國內目前也有很多客戶引入了此類型探測器，做出了很好的成果。
科研型SCMOS相機：科研型SCMOS相機由于其高速、低噪聲的特點，近年來廣受科研工作者喜愛。市場上做的比較早的是日本的Hamamatsu公司，其已經推出了很多款型號的產品(型號：Flash)，另外Andor和PI以及Photometrics等公司也各有特色。
SCMOS推出之時因為量子效率不高，并沒有引起科研工作者的重視。2016年Photometrics公司推出了背照式的SCMOS（型號：Prime 95B），具有更高量子效率和探測靈敏度，使得SCMOS相機成為了可以比肩CCD相機的新產品，隨后Princeton Instruments也推出了類似的背照式SCMOS相機（KURO-1200B這款相機可以結合PI單色儀拍攝光譜。
很多生物、天文以及物理用戶都在苦苦追求一款高速、高靈敏且無需辦理進出口許可的相機來取代EMCCD，這款背照式SCMOS相機的推出，解決了他們的燃眉之急。推出一年來，已經有很多用戶嘗試，獲得了很好的口碑。
集多功能和優勢于一體，科研型相機具有很大的市場，但是價格也不菲。中國很多科研單位也在這方面做著努力，目前已經取得了一定的成效，但是還有很大提升空間。
希望未來科研相機市場上能夠出現中國創造，做到為科研服務，為民服務。
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