超高速相機基本依賴于進口設(shè)備，與高速相機**大的區(qū)別在于其極短的曝光時間、納秒時間分辨率和納秒級觸發(fā)精度、納秒級的幀間間隔時間（德國standford生產(chǎn)的超高速相機可達皮秒）以及數(shù)千倍的增益。而高速相機一般只能達到毫秒或微秒級，增益也是從幾倍到數(shù)十倍左右。雖然超高速相機擁有如此多極其**的特點，但其每次拍攝只能獲得幾張圖像（單通道情況下），而高速相機一次拍攝可獲得的圖像數(shù)量可多達幾萬甚至數(shù)十萬張。

      作為一種有著**科學(xué)技術(shù)含量的設(shè)備，在范圍內(nèi)能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)超高速相機的廠家并不多，而德國standford公司可以說是業(yè)內(nèi)**，下面以此公司的產(chǎn)品為例，簡單介紹一下超高速相機的基本工作原理和特點。

      超高速圖像采集系統(tǒng)主要由相機主機、控制分析軟件、圖像處理儀組成。各部分示意圖如下：

圖像采集系統(tǒng)主機內(nèi)主要由分光系統(tǒng)和ICCD通道系統(tǒng)組成，示意圖如下：

超高速相機內(nèi)部示意圖：

       ICCD通道系統(tǒng)內(nèi)的基本工作原理：通過透鏡將拍攝的目標(biāo)對像光信號傳送到增強器的光陰極上，像增強器在高壓窄脈沖控制下輸出具有較短曝光時間的圖像，并由后續(xù)CCD接收和記錄。系統(tǒng)曝光時間和攝影頻率由像增強器驅(qū)動源以及精密同步系統(tǒng)控制。

       多通道圖像分光耦合系統(tǒng)工作原理：傳統(tǒng)的圖像分割技術(shù)往往使用立方或半透膜分束器將一個圖像分割成兩個相同的低強度二級圖像。由于一般圖像都不是單頻的，所以傳統(tǒng)技術(shù)都不可能預(yù)測強度比率。XXRapidFrame系列相機使用全反射鏡觀察所有子圖像，使得所有的強度分布都能在一個鏡像幾何函數(shù)中反映出來。這個方法可以很容易地擴展到紫外光譜區(qū)域。在每個光學(xué)路徑的通道上都裝有一個濾波器，它能產(chǎn)生一些特殊的效果，比如對一個實驗生成三種顏色的圖像。對于各種通道設(shè)置的不同延遲時間，它還可以用來恢復(fù)成3-D空間信息。下圖為圖像分光耦合系統(tǒng)示意圖：

軟件主要功能有：

1.相機控制    遠程攝像機控制提供了對ICCD攝像機操作參數(shù)的遠程訪問。它可以直接在計算機上配置超高速ICCD攝像機系統(tǒng)。ICCD攝像機的所有參數(shù)都可遠程編程。這些參數(shù)包括例如MCP電壓供應(yīng)，門控時間，視頻增益，觸發(fā)配置和曝光模式。任何曝光系列都可以編程并應(yīng)用于ICCD相機。

2.實時監(jiān)控   實時監(jiān)視可以直接訪問ICCD攝像機圖像。它通過ICCD攝像機的視頻流模擬PC上的視頻監(jiān)視器。實時顯示專為用戶的相機對準(zhǔn)和相機參數(shù)控制而設(shè)計。

3.圖像編輯   圖像編輯可以抓取，編輯和存儲超高速圖像。它允許手動或自動背景減法和平場校正。此外，它提供廣泛的圖像編輯功能，并支持從基本幀添加到復(fù)雜掃描序列的許多不同的采集功能?？梢杂靡粋€或多個圖像執(zhí)行任何數(shù)學(xué)運算作為操作數(shù)。圖像可以以img-data格式保存，以bmp或tif文件格式導(dǎo)出，并導(dǎo)入進行編輯。

4.光譜分析   4 Spec E從原始圖像中通過用戶定義的區(qū)域提取光譜，并使處理和后處理達到215個單獨的光譜曲線。后處理可包括一個或多個曲線的其他背景減法，校準(zhǔn)，微分和數(shù)學(xué)運算作為操作數(shù)。此外，可以識別光譜的各個峰，并且可以計算和繪制峰積分。4 Spec E軟件可以實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)呈現(xiàn)選項，如重疊圖和動畫。因此，4 Spec E可以快速全面地評估所收集的光譜數(shù)據(jù)。