纳秒级门控：突发/循环/多重曝光与高灵敏度成像LAMBERT TRiCAM相机技术参数详解

TRiCAM是一款设计紧凑的增强型CMOS相机，特别为那些在科学或工业领域需要捕捉极暗环境图像，或者要求曝光时间达到纳秒级别的应用而打造。它的关键特性包括能够实现短至3纳秒以下的曝光、通过光纤耦合显著提高光子捕捉效率（提升10到20倍）、配备一个可编程信号发生器以实现亚纳秒级的精确同步，并且提供了多种高灵敏度的增强器供选择。支持时间门控成像、锁相检测和多种门控模式（突发/循环/多重曝光），适用于荧光寿命成像、等离子体物理、单光子成像等前沿领域。设备采用模块化设计，支持非增强相机的升级改造。

关键技术创新超短门控技术（Ultra-short Gating）：

曝光时间下限：通过电控微通道板（Micro-channel Plate, MCP）的快速门控，TRiCAM可实现<3 ns（FWHM）的有效曝光时间，远超传统CMOS相机的微秒级限制。这一特性使其能精确捕捉激光脉冲（如LIBS）、等离子体瞬态发光等高动态事件。

其核心目标在于解决低光环境下的超快事件捕捉与纳秒级时间分辨成像难题。通过集成图像增强器（Image Intensifier）与可编程信号控制技术，该设备在光子效率、时间分辨率和同步精度上实现了突破性设计，适用于从单分子荧光检测到工业高速流场分析的多学科需求。

TRiCAM相机

LAMBERT推出的TRiCAM相机，专为弱光成像领域设计，能够轻松捕捉传统相机无法探测的微弱信号。TRiCAM搭载高性能图像增强器，结合先进的门控技术，可在极低光照条件下实现清晰成像。无论是生物荧光还是工业检测，LAMBERT TRiCAM都能提供卓越的弱光成像性能，满足科研与工业的严苛需求。

时间门控（Time-Gating Technology）模式：

TRiCAM的多重曝光功能使其成为高速成像领域的佼佼者，能够在单次触发下完成多达百万次曝光。LAMBERT的工程师通过优化图像增强器和门控技术，确保多重曝光模式下仍保持高信噪比。无论是激光诱导击穿光谱（LIBS）还是粒子图像测速（PIV），TRiCAM的多重曝光能力都能精准捕捉瞬态现象。

突发模式（Burst Mode）：预设触发脉冲数量（1-10⁶次），自动屏蔽后续信号以避免过曝。

循环门控（Cycled Gating）：在连续帧间切换至多3种预存时序配置，适用于多参数动态监测（如燃烧过程的多光谱同步采集）。

多重曝光（Multiple Exposures）：单次触发生成1-10⁶次输出脉冲，频率范围0.05 Hz至4 MHz，支持高频振动（如PIV）或周期性信号的相位锁定检测。

光效率优化设计：

LAMBERT TRiCAM的核心优势在于其高性能图像增强器，可将微弱光子信号放大数千倍。结合光纤耦合技术，图像增强器大幅提升光传输效率，使TRiCAM在弱光成像中表现卓越。无论是单分子荧光还是夜视监测，TRiCAM的图像增强器都能提供无与伦比的灵敏度。

光纤耦合增强技术：传感器与增强器通过光纤锥形耦合（Fiber-optic Taper）直连，光子传输效率较传统透镜系统提升10-20倍，显著降低弱光成像的信噪比损失。

可定制增强器模块：用户可根据目标光谱范围（紫外至近红外）选择不同光电阴极材料（如GaAs、S20/S25），并搭配磷光屏（P43/P46）优化波长响应，量子效率（QE）最高可达40%以上。

同步与信号控制：

亚纳秒级同步精度：内置可编程信号发生器支持外部设备（如激光器、光谱仪）的时序同步，延迟抖动<500 ps，满足荧光寿命成像（FLIM）对FRET能量转移（~ns级寿命）的精准分析需求。

多协议兼容性：通过TTL、PCIe或定制接口实现与LabVIEW、Python等平台的集成，支持硬件触发与实时数据流传输。

核心参数详述

参数类别技术指标应用关联时间分辨率最小门宽：<3 ns（FWHM）最大帧率：100 fps（全分辨率）激光诱导击穿光谱（LIBS）、等离子体诊断光谱响应范围180-900 nm（依增强器型号）典型QE：20-40%@峰值波长紫外荧光（如DNA检测）、近红外发光（量子点追踪）动态范围16-bit ADC，单帧信噪比（SNR）>54 dB宽动态发光（如燃烧场、生物发光）门控功能突发模式（1-10⁶脉冲）、循环门控（3预设时序）、多重曝光（输出频率0.05 Hz-4 MHz）多相位PIV、时间门控拉曼光谱物理接口光纤输入/输出（SMA905）、USB 3.0/GPIO控制端口、铝合金防磁外壳（IP54防护等级）工业现场集成、显微镜耦合

典型应用场景：

弱光成像技术的革新：从增强型CMOS相机到循环门控技术, 在弱光成像领域，增强型CMOS相机凭借其高灵敏度和低噪声特性，已成为科研与工业检测的重要工具。这类相机通过内置图像增强器，能够将微弱的光信号放大数千倍，从而在极低照度环境下捕获清晰图像。例如，在天文观测中，增强型CMOS相机可有效捕捉遥远星系的微弱光信号，为研究提供关键数据。 

另一项突破性技术是超短门控增强型相机，它结合了门控技术相机的快速响应能力与图像增强器的信号放大功能。这类相机通过纳秒级的时间门控控制，可精确截取目标反射的激光脉冲信号，广泛应用于激光雷达和生物荧光成像。例如，在医学领域，超短门控增强型相机能够分离组织表层与深层的荧光信号，提升诊断精度。 

LAMBERT技术则为弱光成像提供了新的解决方案。它通过优化传感器的量子效率，进一步提升了增强型CMOS相机在低照度下的信噪比。与传统的TRiCAM相机相比，搭载LAMBERT技术的设备在动态范围和色彩还原度上表现更优，尤其适用于夜间监控和深海探测。 

循环门控和多重曝光是近年来兴起的技术组合。循环门控通过周期性开关门控技术相机的电子快门，有效抑制背景噪声；而多重曝光则叠加多帧图像，增强弱光场景的细节。例如，在军事侦察中，TRiCAM相机结合这两种技术，可在极暗环境下识别隐蔽目标。 

未来，随着图像增强器和门控技术的持续优化，弱光成像设备将向更高效、更智能的方向发展。无论是超短门控增强型相机的精准时间控制，还是循环门控与多重曝光的协同作用，都将推动这一领域迈向新的高度。

生物医学研究

单分子成像：通过门控技术抑制背景荧光，实现单分子级FRET效率检测（如蛋白质构象变化）。

荧光寿命成像（FLIM）：结合时间相关单光子计数（TCSPC），解析细胞代谢状态（如NADH寿命差异指示癌变）。

工业检测与能源

燃烧诊断：在燃气轮机或火箭引擎中，通过多波长门控捕捉OH*/CH*自由基的瞬态发光，反推温度与当量比分布。

光伏器件表征：利用纳秒门控隔离环境光干扰，精确测量钙钛矿太阳能电池的载流子复合寿命。

基础科学研究

量子光学：配合单光子源，验证贝尔不等式或实现量子纠缠成像。

流体力学：高频PIV（1 MHz采样）解析湍流涡旋结构，或微流控芯片内粒子追踪。

TRiCAM核心优势：

LAMBERT TRiCAM相机集成了图像增强器、门控技术和光纤耦合等尖端科技，重新定义了弱光成像的标准。TRiCAM的多重曝光功能使其在动态检测中表现卓越，而LAMBERT的精密工艺确保了相机的稳定性和耐用性。无论是生物医学还是工业检测，TRiCAM都能提供无与伦比的成像性能。

相较于传统增强型CCD（如ICCD）或sCMOS相机，TRiCAM的核心优势在于：

成本效益：模块化设计允许用户升级现有非增强相机，降低系统重置成本。

灵活性：支持软件定义的门控逻辑，无需硬件重构即可适配多种实验协议。

紧凑性：全封闭铝制外壳（尺寸≈150×100×50 mm）与<1.5 kg重量，兼容实验室与野外部署。

Lambert Instruments通过Tibidabo Scientific Industries的全球供应链网络，提供定制化光谱增强器开发与实时成像软件（如LI-SUITE）支持，形成从硬件到算法的完整解决方案。