用于全方位探测的成像器

　　目前技术发展的趋势，对高性能超微光成像和分光的科研探测系统提出了新的要求。在复杂的应用中，了解这些探测系统的特性和优点是使测量结果达到最佳化的关键。

　　由于诸多原因，许多专门化的科研设备产生较弱的光学信号。电子器件和其它分检取样装置体积在不断地缩小，增加了电路的复杂性，同时对速度的追求也导致了发光强度的减弱。在某些类型的取样中，尤其是在生物学和生物材料的研究中，需用很低的激发流量以避免样品的损耗，因此产生的信号也很低。人们越来越感兴趣的一些有用的分检技术，例如荧光光谱和拉曼光谱等，产生的光子常常不够，必须使用高灵敏度、低噪声的探测器。由于这些有意义的信号很弱，常常需要较长的积分时间获得合适的仪器信噪比(S/N)，以便使这种有意义的信号能被“看见”。这就是说要用量子限制性能的探测器，在较长的时间内要具有良好的积分能力，不会出现探测器饱和现象，或者不受外来的诸如宇宙射线和其它辐射(例如来自探测器外壳中的微量放射物)等高能量的干扰。这样的特性要求，对于诸如CCD及其相关器件等在芯片上集成的一类器件来说，是一个很棘手的问题，并且大大地限制了这些器件有用的最大积分时间。

　　对于来自非均匀介质材料的空间分辨的信息，渴望在光谱学和成像两方面同时进行探测。获取这种信息，决不能用传统的、繁杂而费时的单通道探测器逐点机械扫描的方法进行这样的空间测量。

　　还有一个不断增长的需求是能进行更多的、更快地获取大量数据的测量。在过去十年光谱学应用中，这种要求是用一维平行的多通道探测器来达到的，这又被称为列阵探测器，不是用机械扫描而是用处理多波长光子的方法，大大地提高了单位时间的数据输出量，这一特点常被称为多通道探测的多路传输。其重要之处在于不仅减少了更传统的方法所需的时间耗费，另外，在以前那种较长的时间内测量，一些样品的特性会发生很大的变化。对于x一y成像的应用，二维探测器可同时探测图像所有像素的数据，与逐点测量相比有节约时间的优点。

　　另外，人们受各种广泛应用的驱使，对观察和描述动态瞬时过程的特性也越来越有兴趣。其中包括:了解半导体材料中电荷的输送现象;在复杂的、高密一度固体开关微电路中，用光子发射显微术识别单个元件的开关时间，对其缺陷进行空间定位;在天文学中，用斑纹成像的方法消除大气湍流的影响;利用时间分辨的频谱荧光现象对物质尤其是生物物质，’如蛋白质进行研究。以上每一种应用都需要超微光、多像素和多通道成像的平行探测能力和亚纳秒(短于100Ps)单光子时间分辨能力。