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EMCCD解决了第一代单原子成像“看见光子”的问题，而sCMOS解决了下一阶段“规模化读取量子信息”的问题。对于冷原子实验而言，真正重要的不是选择“参数最好”的相机，而是选择与实验系统最匹配的成像解决方案。

冷原子相机选型要素

1. 选择合适的技术路线

• 极弱光、小视场实验：EMCCD仍具优势

对于极低光子通量、小视场以及以极限弱光探测为核心需求的实验，EMCCD依托电子倍增机制，仍然是成熟可靠的技术方案。

• 大规模、高通量实验：sCMOS成为主流

随着冷原子实验逐步向大规模阵列读出、高通量测量和实时反馈控制发展，sCMOS凭借并行架构综合性能优势，正成为越来越多实验平台的选择。

2. 选择专业科学相机厂商

无论采用EMCCD还是sCMOS，科学相机最终的定量成像能力不仅取决于传感器本身的性能，还依赖于相机厂商在低噪声电路设计、信号处理、系统校准和噪声控制等方面的综合能力。

3. 结合实验系统综合评估

实验系统的最终性能并非仅由相机决定，而是受到光学系统及实验目标等多种因素共同影响。因此，科学相机选型需要立足于完整实验链路，才能充分发挥整体系统性能优势。

冷原子专业成像解决方案

国内 Tucsen 依托超低读出噪声信号链路设计、稳定可靠的制冷工艺，以及先进的图像处理算法等系统级科学定量成像技术，为单原子成像实验构建了丰富的sCMOS产品矩阵，可根据光学系统设计、成像视场及实验目标提供更加匹配的探测方案。

1. 系统级PRNU/DSNU非均匀性校正

针对sCMOS并行架构读出特点，鑫图相机建立了系统级非均匀性校正体系。背照式高端机型实现了 DSNU < 0.3 e⁻、PRNU < 0.3%的高一致性指标，有效提升极弱信号场景下的图像一致性与定量测量精度，为科研实验的高重复性测量提供可靠支持。

DSNU/PRNU 校正前后对比

2. 不同实验平台矩阵推荐

• Aries 16：超大像元sCMOS相机

采用EMCCD相近的技术架构：16μm超大像元，低至0.9e-的读出噪声，无需binning即可满足典型单原子弱光成像所需的低光子通量探测需求。

Aries 16 快速访问：

告别EMCCD，弱光探测新利器-Aries 16 高灵敏度sCMO相机

• Aries 6510：超大靶面sCMOS相机

在6.5 μm级BSI sCMOS产品中兼具低读出噪声（0.7 e⁻）与大靶面（3200×3200）双重优势。在光晶格、大规模光镊阵列等需要同时分辨数千个格点的场景中，其空间分辨率与视场覆盖能力尤为突出。

Aries 6510 - 高灵敏高速大靶面sCMOS相机

• Aries 6504：单光子级sCMOS相机

读出噪声低至0.43 e⁻ RMS的突破，在无需电子倍增的条件下即可达到单光子级灵敏度，同时保持了与上一代产品相同2048×2048面阵规格，为现有实验平台提供了更高性能且高效的升级路径。

高灵敏高速sCMOS相机-Aries 6504

参考文献：

① Picken C J, Legaie R, Pritchard J D. Single atom imaging with an sCMOS camera[J]. Applied Physics Letters, 2017, 111(16).

②Wang Y, Zhao L, Hu Z, et al. Quantitative performance evaluation of a back‐illuminated sCMOS camera with 95% QE for super‐resolution localization microscopy[J]. Cytometry Part A, 2017, 91(12): 1175-1183.