sCMOS相机为什么也需要真空？

自1995年Andor生产出世界第一款真空密封，深度制冷CCD以来，真空技术已经被广泛应用于各类高灵敏度探测器。在弱光探测领域，暗电流是不可忽视的噪声之一，克服暗电流的常见方法就是通过高真空密封技术，将芯片迅速制冷。

随着探测器技术的完善，科学级CMOS因为其速度快，读出噪声低等优点快速得到市场认可。但我们发现市面常见的sCMOS相机不再考虑真空技术，最容易被接受的观点就是：sCMOS已经克服了读出噪声，且在高速成像（短时间曝光）应用中，暗噪声的因素可以忽略。

当相机进入sCMOS领域，真空技术是否还有用武之地？

真空制冷可以克服暗电流，但是，真空技术的优势并不仅在于此！

1）保护芯片

在非真空环境下，芯片裸露在气体中，水汽、环烃类聚合物或气体杂质会慢慢凝结到表面，相机的性能会随着时间逐渐衰退，最显然的就是量子效率QE的衰减。如果芯片长时间收到水汽影响，会导致电路损坏，相机无match法使用。

2）无需抽气

Andor的UltraVacTM真空技术采用全金属密封，完全隔离气体、水汽的侵袭。真空度不会随时间下降，客户无需将相机返厂抽气，极大的降低了维护成本！

由于工艺水平要求极高，目前主流sCMOS厂商的相机均无法在国内完成返厂抽气，而国内科研工作者可能深有体会的是，简单的‘返厂’二字伴随的往往是长达数月甚至半年的空白期，在空白期无仪器可用。

 第三方数据显示，非真空密封的相机平均四年就需要进行返厂抽气，沿海或者空气湿度较大的地区这个频率还会提高。

3）减少热像素

因为sCMOS独立的读出结构，其像素均匀性要差于CCD，除了常见的暗噪声、坏点(Defective Pixel)之外，热像素（HotPixel）也是影响sCMOS成像品质的重要因素。通过真空密封，降低制冷温度，可以明显减少热像素数量，获得均匀性更好的图像质量。

综上：即使进入sCMOS领域，真空技术也依然有其不可忽略的价值，可使相机性能和使用寿命都得到极大提升。

相关链接：

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