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制冷相機(jī)的方式有兩種
點(diǎn)擊次數(shù):1144 更新時(shí)間:2022-12-06
在使用熒光顯微鏡進(jìn)行顯微成像時(shí)常常會(huì)用到制冷相機(jī)(冷CCD),那么它是什么原因需要制冷?以及制冷有哪些方式呢?
首先,相機(jī)的制冷主要是針對(duì)芯片的制冷,為了讓芯片工作時(shí)達(dá)到0℃以下,一般會(huì)在芯片電路板的背面加上一個(gè)有半導(dǎo)體材料制成的制冷片(由一個(gè)N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體聯(lián)結(jié)而成的熱電偶)。利用Peltier效應(yīng),當(dāng)制冷片上加載直流電時(shí),靠近芯片的一端會(huì)主動(dòng)降溫,將熱能傳遞到另一端來(lái)散熱。利用這個(gè)原理,可以將相機(jī)的芯片溫度降低20-40℃甚至更高(取決于制冷片的熱電偶級(jí)數(shù)和加載電流的大小)。
制冷最重要的作用就是降低暗電流,對(duì)于一些需要長(zhǎng)時(shí)間曝光的應(yīng)用(如化學(xué)發(fā)光通常需要幾十秒甚至幾分鐘曝光),暗電流越低越好。
現(xiàn)在科學(xué)級(jí)相機(jī)的暗電流已經(jīng)很小,通常需要長(zhǎng)達(dá)幾秒甚至更長(zhǎng)的曝光時(shí)間才能對(duì)信噪比產(chǎn)生影響。在弱光高速成像應(yīng)用中,暗電流對(duì)信噪比的影響可以忽略不計(jì)。
一般來(lái)說(shuō),-25℃左右的制冷溫度已經(jīng)能夠滿足絕大部分應(yīng)用需求。深度制冷需要更為復(fù)雜的制冷設(shè)備,會(huì)增加成本和發(fā)生故障的可能性。
制冷的方式有兩種:
1、風(fēng)冷裝置由散熱片和背后的風(fēng)扇組成,金屬散熱片緊貼熱端將熱量導(dǎo)出并增大與空氣的熱交換面積,同時(shí)風(fēng)扇工作,將外部空氣吸入散熱片進(jìn)行熱交換,并將交換后的熱空氣通過(guò)出風(fēng)口排出。
2、水冷則需要借助外部的水循環(huán)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。相機(jī)內(nèi)部的熱端表面和散熱片內(nèi)設(shè)計(jì)了冷卻管道,通過(guò)機(jī)身表面的兩個(gè)冷卻水進(jìn)出口連接外部水循環(huán)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)以冷卻水為介質(zhì)的熱交換。
綜上所訴,制冷相機(jī)用作熒光顯微鏡作為熒光顯微鏡成像系統(tǒng)的時(shí)候能夠有效的減少長(zhǎng)時(shí)間曝光的產(chǎn)生的噪點(diǎn),是非常適合熒光顯微鏡進(jìn)行觀察和圖像拍攝的。