英國Raptor公司EMCCD相機(jī)，EMCCD(Electron Multiplying CCD)，即電子倍增CCD，通常用來探測一些經(jīng)常被淹沒在噪聲里的微弱信號，雖然傳統(tǒng)的CCD也可以探測這些信號，但是通常需要較長的曝光時間(整合可探測的信號)和緩慢的讀出速率(降低噪聲)，而EMCCD通過電子倍增的方式，可以用更短的曝光時間以及更高的讀出速率完成同樣的工作。
 

　　英國Raptor公司EMCCD相機(jī)，EMCCD的工作原理與普通CCD的區(qū)別在于其讀出寄存器后面增加一個增益寄存器，從而將電子信號放大，即利用電子在轉(zhuǎn)移過程中產(chǎn)生的“撞擊離子化”效應(yīng)，從而產(chǎn)生新的電子。EMCCD的工作過程分為5個步驟：
 

　　1.在積分周期內(nèi)，成像區(qū)將光子轉(zhuǎn)化成電荷；
 

　　2.成像區(qū)電荷轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)；
 

　　3.存儲區(qū)電荷轉(zhuǎn)移到讀出寄存器；
 

　　4.讀出寄存器電荷轉(zhuǎn)移到增益寄存器，并在其中進(jìn)行電子倍增；
 

　　5.倍增后的電荷通過讀出放大器轉(zhuǎn)換成電壓輸出。
 

　　在第4步中，對增益寄存器施加高電壓，在電子通過時由于碰撞電離效應(yīng)產(chǎn)生新的電子，這樣，經(jīng)過多次累加，實(shí)現(xiàn)信號電子的倍增。雖然每次倍增率g都非常小，但是經(jīng)過n次增益寄存器的轉(zhuǎn)移，總增益會非常可觀。由此可以看出，總增益取決于倍增次數(shù)n和每次的倍增率g，并且總增益值只是一個經(jīng)驗(yàn)值而非一個確切的數(shù)字。
 

　　由于信號電子在增益寄存器中通過“撞擊離子化”效應(yīng)產(chǎn)生新的電子，隨著使用時間的增加，半導(dǎo)體材料會不斷的減少，為了維持較高的增益G不變，增益寄存器上的偏置電壓需要不斷增加，然而電壓不可能無限制上升，因?yàn)樗艿窖趸瘜訐舸l件的限制。這種情況下，英國Raptor公司EMCCD相機(jī)可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器精確控制電子倍增寄存器產(chǎn)生的特定的高增益，也可以通過降低探測器的溫度增加信號電子在增益寄存器中的增益倍率，從而在增益寄存器施加低電壓的情況下得到一個較高的總增益，并且大大提高了探測器的壽命。