TRiCATT 紧凑型透镜耦合像增强器，HiCATT高速像增强器——LAMBERT超快成像与弱光探测技术

在现代光学成像领域，高速像增强器和紧凑型透镜耦合像增强器已成为实现超快时间分辨成像的关键工具。高速像增强器通过微通道板（MCP）技术，能够在纳秒甚至皮秒级时间内捕捉动态事件，广泛应用于等离子体物理和燃烧诊断。而紧凑型透镜耦合像增强器则以其轻量化设计和高灵敏度著称，特别适合野外或移动平台上的成像需求。这两种技术的结合，为高速光学探测提供了更多可能性。

近年来，HiCATT（High Current Advanced Technology Tube）和TRiCATT（Time-Resolved Imaging Cathode Anode Technology Tube）等新型像增强器进一步推动了时间分辨成像的发展。HiCATT通过优化电子光学设计，显著提升了增益和信噪比，适用于极弱光条件下的成像。而TRiCATT则专注于超快时间门控功能，可与时间分辨图像增强附件配合使用，实现飞秒级精度的动态观测。这些技术的突破，使得研究人员能够更清晰地捕捉瞬态现象，如化学反应中的分子运动或激光诱导击穿过程。

在频域成像方面，LAMBERT（Lock-in Amplifier Based Multispectral Emission Reconstruction Technique）系统与频域锁相成像技术的结合，为高动态范围成像提供了新思路。LAMBERT通过锁相放大技术提取微弱信号，而频域锁相成像则利用调制光源和相位敏感检测，有效抑制背景噪声。这种组合特别适用于生物荧光成像或低照度环境下的目标识别。

在光电阴极(1)上，光子被转换成电子。这些电子在电场中被加速向多通道板(MCP)(2)并撞击通道壁。根据通道两端的电压，次级发射产生多个电子。这团电子加速向阳极屏(3)，在那里，电子通过磷光层被转换成光子。这些光子通过光纤面罩被引导到第二级(助推器)的入口。然后，光子通过光电阴极(4)被转换成电子，并被加速到阳极屏幕(5)，图像就在那里出现。中继透镜(6)将图像从增强器的背面转移到安装的相机上。右图为像传感器对应不同波段的量子效率图。

随着高速像增强器和紧凑型透镜耦合像增强器的持续优化，以及HiCATT、TRiCATT和时间分辨图像增强附件的协同创新，时间分辨成像技术将迈向更高精度和更广应用场景。同时，LAMBERT与频域锁相成像的深度融合，也将为多光谱分析和动态过程研究开辟新的途径。

TRiCATT（Time-Resolved intensified Camera Attachment）是一款专为科学和工业应用设计的紧凑型透镜耦合图像增强器系统，适用于超短曝光成像、极弱光探测及频域锁相成像。凭借其高性能Gen II/III像增强器、纳秒级门控技术和灵活的光学耦合设计，TRiCATT可轻松集成至现有CCD/CMOS相机系统，成为时间分辨成像领域的标杆设备。

TRiCATT紧凑型透镜耦合像增强器

TRiCATT像增强器示意图

核心优势

超高灵敏度：支持单光子级探测，覆盖紫外（UV）、可见光至近红外（NIR）光谱范围，适配S20/S25/GaAs/GaAsP等多种光电阴极。可选Gen III无膜像增强器，提供更高增益（达40,000 lm/m²/lx）和更低噪声（等效背景输入低至3×10⁻¹² lm/cm²）。

超快时间门控：最小门宽<3 ns（FWHM），支持高达2.5 MHz的突发重复频率（TRiCATT G2n型号），有效消除运动模糊。

可选门控模式：从DC连续到纳秒脉冲，延迟抖动<35 ps（门控发生器型号）。

频域调制成像：像增强器附件TRiCATT M型号支持120 MHz高频增益调制（可扩展至250 MHz），相位精度<0.01°，适用于荧光寿命成像（FLIM）、FRET等应用。内置DDS合成器，谐波抑制>25 dB，确保低相位噪声。

灵活兼容性：适配18 mm或25 mm像增强器，提供1:1/2:1/3:1中继透镜选项（C/F接口），支持500 fps高速相机。模块化控制单元：从基础增益调节到可编程门序列（支持多脉冲输出），满足复杂实验需求。

技术参数一览：

系统扩展性

机械快门选件：UNIBLITZ VS35快门（F接口），保护像增强器免受强光损伤。

控制软件：提供Windows端全功能控制界面及SDK，支持第三方集成。

多场景门序列：像增强器附件可编程门模式（如多脉冲触发、分频同步），适配复杂实验时序。

紧凑设计：轻至1.2 kg（18 mm型号），轻松集成显微镜或光谱系统。

全数字化控制：USB 2.0接口实现增益、门宽、调制频率的精确调节。

行业领先性能：全球最高分辨率像增强器技术，结合Lambert Instruments的可靠支持。

典型应用场景

-超快成像：粒子图像测速（PIV）、燃烧分析、等离子体物理。

-荧光技术：荧光寿命显微（FLIM）、激光诱导荧光（LIF）、单分子成像。

-光谱与传感：时间门控拉曼、氧浓度/粘度成像、太阳能电池表征。

-低光探测：生物发光、X射线成像、天文观测。

HiCATT（High-Sensitivity intensified Camera Attachment）是一款专为超低光成像和高速动态捕捉设计的先进图像增强系统。结合高性能像增强器（Gen II/III）与智能控制技术，HiCATT能够在极弱光条件下实现高信噪比成像，同时支持微秒至毫秒级时间分辨观测，适用于生物医学、材料科学、工业检测等领域。

HiCATT高速像增强器

核心优势：

卓越的弱光成像能力：采用高量子效率光电阴极（如GaAs、GaAsP），灵敏度可低至单光子级别，适用于极微弱荧光或生物发光成像。可选Gen III无膜像增强器，提供更高增益（>50,000 lm/m²/lx）和更宽动态范围。

灵活的时间分辨模式：门控宽度可调（10 ns至连续模式），支持高达1 MHz的重复频率，适用于快速动态过程捕捉（如细胞钙信号、等离子体瞬态）。可选配多脉冲门控序列，实现复杂实验时序控制（如多曝光PIV）。

高分辨率与宽光谱响应：空间分辨率达72 lp/mm（Gen II），支持紫外（UV）至近红外（NIR）光谱（200–1100 nm）。可选P43/P46荧光屏，平衡衰减时间（1.5 ms至500 ns）与光输出效率。

智能化控制与兼容性：像增强器附件集成USB 3.0接口，支持PC端软件实时调节增益、门宽及触发模式。适配主流科学级CCD/CMOS相机（如sCMOS、EMCCD），支持C/F接口透镜耦合。

典型应用场景

生物成像：活细胞荧光追踪、神经活动成像、微生物发光观测。

材料分析：半导体缺陷检测、纳米材料动态行为研究。

工业检测：高速生产线监控、微秒级故障诊断。

天文与遥感：极弱星光增强、大气瞬态现象记录。

技术参数一览：

系统扩展性：

机械快门保护：可选配毫秒级响应快门，防止强光损伤。

多设备同步：支持外部触发输入/输出，与激光器、光谱仪等设备协同工作。

SDK支持：提供Python/LabVIEW驱动，便于自动化集成。