高灵敏度相机是指成像器件能探测到光子数小于500个，对微弱光进行成像。高灵敏度相机可以分为进行单光子探测的ICCD，在10个光子数下有优势的EMCCD，在高分辨率高速度且高灵敏下的SCMOS，为降低热噪声提高灵敏度的制冷型CCD。

  1.原理目标物体在相机的芯片上形成的每个信号都反映了投射在相机像素上的光线量。在光线较暗的情况下，该信号非常弱。高灵敏度相机内的电子元件可增强较弱的信号，使其能够有效地数字化并传输。

  EMCCD技术，有时也被称作“片上增益”技术，是一种全新的微弱光信号增强探测技术。它与普通的科学级CCD探测器的主要区别在于其读出寄存器后又接续有一串“增益寄存器”，它的电极结构不同于转移寄存器，信号电荷在这里得到增益。

  EMCCD也可采用背照式结构，把高达90%的量子效率与电荷倍增向结合，提高灵敏度，从而提供高帧速率情况下最好的低照度响应。温度对片上倍增增益的影响明显。温度越低，由依次电子产生的二次电子越多，则片上倍增增益越高。研究表明把探测器制冷到-30摄氏度或更低时，片上增益可以超过1000倍。EMCCD良好的性能取决于CCD温度的最佳选择以及温度随环境波动的控制。

  ICCD是新一代增强型相机，灵敏度非常高，可进行单光子探测，适用于UV、VS、NIR等多种波段。具有纳秒级门控和相关控制模块为微光及时间分辨提供可靠的性能保证。ICCD主要由像增强器和CCD耦合而成，包括像增强器，CCD和中继耦合组件等几部分。

  入射光经过物镜打到像增强器的光阴极上，由于光电效应转换成电子图像，电子图像耦合到微通道板，在微通道板的每个光纤通道内电子不断撞击，产生约100倍的电子，放大的电子从微通道板射出撞击荧光屏，重新激发出光子图像，再经过中继器投射在CCD上成像。如图2所示:像增强器与CCD的耦合及微通道板的结构示意图。

  对于ICCD 而言，其像增强器门控装置所能产生超短的曝光时间才是其在具体应用中的最大特点，也是sCMOS, EMCCD，制冷CCD 等其他高灵敏度相机所不能比拟，不能取代的。但是ICCD是通过光电阴极实现光电转换的，因此峰值量子效率不超过50%，并且由于微通道板和荧光屏的存在，而降低了空间分辨率。

  半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器 ，由于它的波长范围宽， 制作简单、成本低、易于大量生产，并且由于体积小 、重量轻、寿命长，因此，品种发展快，应用范围广，目前已超过300种 。

  1)光纤通信。半导体激光器是光纤通信系统的唯一实用化光源，光纤通信已成为当代通信技术的主流。

  2) 光盘存取。半导体激光已经用于光盘存储器，其最大优点是存储的声音、文字和图象信息量很大。采用蓝、绿激光能够大大提高光盘的存储密。

  3) 光谱分析。远红外可调谐半导体激光器已经用于环境气体分析，监测大气污染、汽车尾气等。在工业上可用来 监测气相淀积的工艺过程。

  4) 光信息处理。半导体激光器已经用于光信息理系统。表面发射半导体激光器 二 维阵列是光并行处理系统的理想光源，将用于计算机和光神经网络。

  5) 激光微细工。借助于Q开关半导体激光器产生的高能量超短光冲，可对集成电路进行切 割、打孔等。

  6) 激光报警器。半导体激光报警器用途 甚广，包括防盗报警、水位报警、车距 报警等。

  7) 激光打印机。高功率半导体激光器已经用于激光打印机。采用蓝、绿激光 能 够大大提高打印速度和分辨 率。

  8) 激光条码扫描器。半导体激光条码扫描器已经广泛用于商品的销售，以及 图书和档案的管理。

  9) 泵浦固体激光器。这是高功率半导体激光器的一个重要应用，采用它来取代原来的氛灯，可以构成全固态激光系统。

  10) 高清晰度激光电视。不久的将来，没有阴极射线管的半导体激光电视机可以 投放市场，它利用红、蓝、绿三色激光，估计其耗电量比现有的电视机低20%。