挑战背景
科研级ICCD用于及时取样并准确重建瞬态等离子体动力学的化学特性和分布。研究等离子体，如激光诱导、射频或电感耦合、介质阻挡放电等离子体，可以得出基本属性，如电子温度和密度，而ICCD可以通过门控像增强器，实现纳秒级时间分辨率，有效地将纳秒级的瞬态现象"冻结"。
此外，ICCD可以非常精确地移动这个门(<2纳秒)以获得连续、高精度的等离子体行为和阶段的快照。为了准确地对等离子体这样的快速瞬变现象进行成像，成像平台必须克服几个关键的实验难题：
图2：英国拉夫堡大学等离子体和脉冲功率小组的Jessica Stobbs、Bucur Novac和Peter Senior使用Andor iStar sCMOS相机观察到水下放电的等离子体流光动力学。
大数据采集-瞬态等离子体的重建需要采集成百上千组数据，这会导致采集时间过长。
超快现象-等离子体的短纳秒寿命需要超快快门来连续成像形成动态，如果不能满足就会导致图像出现条纹或无法捕捉等离子体形成周期的每个阶段。
低光强度-某些等离子体结构发出的光特别弱，需要单光子灵敏度来正确显示更精细的细节。
精细结构-为了充分捕捉等离子体形成的所有复杂特征，需要高分辨率芯片的探测器。
过饱和-等离子体，如介质阻挡放电等离子体，在整个等离子体表面的光强会有明显的变化，就会导致相机芯片的过度饱和。为了避免这种情况，要求相机具有高动态范围，以便在一幅图像中同时捕捉微弱和明亮的信号。
目前的时间分辨门控技术，如CCD、Interline CCD和EMCCD的相机，由于其帧频低和动态范围有限而受到限制。低帧频会导致较长的实验时间；有限的动态范围意味着，如果实验过程中要同时捕捉微弱或明亮的光学信号时需要作出妥协。
技术方案
门控像增强型sCMOS相机为等离子体成像提供了技术解决方案。像增强器与sCMOS相机相连接，将增强器管的超快纳秒级时间分辨率与sCMOS技术的高帧频和动态范围相结合，为等离子体成像和诊断提供了多功能解决方案。同时提供了高速和高动态范围，以最大限度地减少实验时间并避免过度饱和。
成像解决方案
用于瞬态等离子体成像的相机
ANDOR推荐快速、高动态范围的iStar sCMOS相机系统用于瞬态等离子体成像应用。iStar sCMOS提供<2 ns 的门控速度和50 fps 的快速全帧速度，并配有550万像素高分辨率的传感器。低读出噪声（2.5e-）加上大电荷满阱，实现16位的动态范围。
此外，在光谱和裁剪模式下，帧频可以达到4000Hz，也适合等离子体光谱应用，如汤姆森散射、OES和LIBS。ANDOR还提供一系列像增强型CCD，适合光谱学和较慢成像的应用。对等离子体和iStar sCMOS的关键成像要素的回顾：
瞬态等离子体成像解决方案-iStar sCMOS
速度-iStar sCMOS的sCMOS技术所带来的高帧频尤其适合快速等离子体诊断应用，其全幅帧频高达50 fps，提供超高数据采集速率，同时最大限度地提高实验效率。此外，通过裁剪或像素合并模式，帧频可大幅提高至4008赫兹。
时间分辨率-iStar sCMOS提供了<2 ns的超快时间分辨率门控，可以捕捉到最快速的等离子体形成机制。
灵敏度-iStar sCMOS的像增强器具有单光子灵敏度，其内置的可配置微通道板能够放大入射光子的信号以克服本底噪声。多种增强器可以根据感兴趣的波长范围来优化量子效率和灵敏度。空间分辨率-iStar sCMOS相机的550万像素规格能够以高空间分辨率采集到所有数据。动态范围-iStar sCMOS提供高动态范围，能够在同一图像中捕捉等离子体形成的高强度和低强度特征，适用于光强分布不均匀的等离子体应用。
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