制冷相機的原理和方式

在使用不同熒光顯微鏡可以顯微成像時常常會用到制冷相機（冷CCD），那么制冷相機是什么問題原因分析需要通過制冷？以及制冷有哪些教學方式呢？

首先，相機的冷卻主要用于芯片的冷卻，為了使芯片工作在0 ℃ 以下，通常在芯片電路板的背面添加由半導體材料制成的冷卻板(由N型半導體和P型半導體制成的熱電偶)。金相顯微鏡電腦型金相顯微鏡或是數碼金相顯微鏡是將光學顯微鏡技術、光電轉換技術、計算機圖像處理技術**地結合在一起而開發研制成的高科技產品，可以在計算機上很方便地觀察金相圖像，從而對金相圖譜進行分析，評級等以及對圖片進行輸出、打印。工業視頻顯微鏡將傳統的顯微鏡與攝像系統,顯示器或者電腦相結合,達到對被測物體的放大觀察的目的。體視顯微鏡指從不同角度觀察物體,使雙眼引起立體感覺的雙目顯微鏡。 利用珀爾帖效應，當直流電源施加到冷卻芯片時，芯片附近的一端將主動冷卻，將熱能傳遞到另一端以散熱。 利用該原理，照相機的芯片溫度可以降低20-40 °。 C.或甚至更高（取決于冷卻板的熱電偶級數和負載電流的大小）。

1)芯片內部有一個叫做暗電流的噪聲分量，隨著溫度的升高而增大。作為背景噪聲，暗電流以像素形式累積，*終被攝像機讀出并顯示在圖像上。這種噪聲是由芯片制造過程中的內部缺陷引起的，因為它是反常的電子運動，溫度越高，粒子的運動越強烈，發生這種噪聲的概率就越高，實際效果是暗電流越大。所以當相機長時間處于非制冷狀態時，由于其熱效應造成芯片暗電流上升，降低了圖像的信噪比。

2)還有一個重要因素會引起暗電流對圖像的影響——曝光時間。由于暗電流會隨著時間在像素中積累，可以想象曝光時間越長，積累的電荷越多。因此，對于一些極弱光線需要長時間曝光的應用，制冷顯得尤為重要。常見的CCD，如EMCCD、深冷CCD，會采用多級半導體制冷甚至液氮制冷，達到-50℃以下的低溫，這樣在芯片暗電流水平大幅降低后，長時間曝光后也可以高枕無憂。

在拍攝熒光顯微鏡由于我們整個視場沒有被熒光激發的情況下是全黑，并且企業如果一個熒光具有非常微弱的情況下，那么教師就需要長時間的曝光來獲取暗處的圖像，因此會產生問題很多的所謂暗電流，也就是噪點，會很影響以及圖像的成像發展質量，所以需要通過中國制冷這種教學方式，降低學習圖像的信噪比。

制冷的方式有兩種：

1. 空氣冷卻裝置由散熱翅片和其后面的風扇組成，金屬散熱翅片與熱端緊密相連，以傳導熱量，增加與空氣的熱交換面積，風扇的作用是將外界空氣吸入散熱翅片熱交換。 并且交換的熱空氣通過空氣出口排出。

2.水冷卻是通過外部水循環機來實現的。冷卻管設計在攝像機熱端表面和散熱器內，冷卻水通過身體表面的兩個進出口與外循環水機相連，實現熱交換。

綜上所述，制冷相機作為熒光顯微鏡的成像系統，在作為熒光顯微鏡使用時，可以有效降低長時間曝光產生的噪聲，非常適合熒光顯微鏡觀察和圖像拍攝。