TEC制冷相机,是利用TEC技术对图像传感器进行降温的相机。
相机工作时,图像传感器会产生热量,进而增加暗电流噪声,导致传感器灵敏度下滑、相机信噪比下降,特别是在微光条件下或者长时间曝光情况下,暗电流噪声会不断增大,导致成像清晰度降低。为了减少图像传感器产生的热量、控制相机温度在合理范围内、保证图像分辨率,相机制冷必要性突出。
TEC,半导体制冷器,基于珀尔帖效应制造而成,利用P型半导体和N型半导体组成电偶,一端半导体吸热,另一端半导体放热,从而实现制冷、制热,制冷是其最常见的用途,可用于对温度敏感的仪器设备制造领域。经过不断发展,相机制冷技术不断增多,TEC技术凭借制冷效果好、无需制冷剂、体积小、无需维护、可靠性高等优点,仍是主流技术。
TEC制冷相机可以广泛应用在天文学、生命科学、医学、材料科学、地质勘探、电子、农业等领域。在天文学方面,TEC制冷相机可用作天文相机,实现天文光度测量;在生命科学、医学方面,TEC制冷相机可实现活体生物组织成像;在电子方面,TEC制冷相机可对半导体材料、PCB、液晶面板等进行质量检测。
我国政府对TEC制冷相机技术发展极为重视。科技部发布的2023年度国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项中,提出开发超高分辨全局曝光超高分辨率制冷高速相机,突破相机TEC制冷和防冷凝等关键技术,实现在液晶面板检测设备、生命科学成像与机器视觉成像等仪器的应用。
2023年,国家天文台研制出9K CCD TEC真空制冷相机,采用TEC真空制冷技术,制冷温度达到-95℃,温控精度小于±0.025℃,整机读出噪声低至2.58e-。此相机的问世,标志着我国TEC制冷相机研制能力已经达到国际先进水平。
新思界
行业分析人士表示,在全球市场中,TEC制冷相机商业化生产商主要有加拿大Photon etc、美国普林斯顿仪器(Princeton Instruments)、韩国Vieworks、中国凌云光等。