圖 1：對 sCMOS 相機的平均暗信號進行為時四小時的測量，該相機以全速 (100 fps) 連續(xù)讀取數(shù)據(jù)，其圖像傳感器的溫度控制在 + 5°C (pco.edge 5.5)。

溫度控制

冷卻主要來自相機系統(tǒng)尤其是圖像傳感器的溫度控制。圖 1 顯示了使用熱電珀爾帖冷卻器進行熱穩(wěn)定的圖像傳感器；可以操作相機，但偏移量（暗值）保持不變。

隨后，因為信號的任何變化都將歸因于入射光波動而非溫度波動，所以該相機可用于光強度量化。不過，這種穩(wěn)定的圖像質量和絕對溫度沒有直接的聯(lián)系：保持圖像傳感器在低溫環(huán)境并不重要，而嚴格地控制并穩(wěn)定它的溫度是更為重要的。圖 1 中每小時的暗信號漂移或變化約為 0.5 [count]，這意味著它非常穩(wěn)定。

減少暗電流

冷卻的另一個原因是可以降低噪音。在光敏像元中存在與溫度相關的噪聲源，可以通過冷卻將其最小化。還存在溫度產(chǎn)生電荷載流子的可能性，這些電荷載流子被稱為暗電流。與 CMOS 和 sCMOS 圖像傳感器相比，CCD 圖像傳感器的剩余優(yōu)勢之一是有較低的暗電流，而前者總是具有明顯更高的暗電流值。暗電流對信號的貢獻取決于曝光時間和工作溫度。如果我們查看圖像傳感器或相機的暗信號 μ_d，就會發(fā)現(xiàn)與溫度無關的部分 μ_d.0 和與溫度相關的部分 μ_therm。μ_therm與曝光時間呈線性關系，等于暗電流 μ_I（單位 = [e-/(pixel *s)]）乘以曝光時間 t_exp：

根據(jù)誤差傳播定律，暗信號的方差為：

因為熱感應電子是泊松分布的，光感應電子也是如此，