CCD

تصویربرداری علمی با سنسور CCD از نظر بنیادی تحت تأثیر اثرات حرارتی قرار دارد. برای ثبت سیگنال‌های نوری ضعیف، زمان‌های نوردهی طولانی لازم است؛ اما در عین حال جریان تاریک ناشی از گرما نیز تجمع می‌یابد و منجر به موارد زیر می‌شود:

۱. افزایش سطح نویز

۲. کاهش نسبت سیگنال به نویز (SNR)

۳. محدودیت در دامنه پویا

۴. کاهش تکرارپذیری در کالیبراسیون و اندازه‌گیری‌ها

پایین‌آوردن و پایدار کردن دمای عملیاتی سنسور CCD مؤثرترین روش برای مهار این محدودیت‌هاست.

با کنترل فعال دمای سنسور CCD در محدودهٔ ۳۰- تا ۱۰۰- درجه سانتی‌گراد، سیستم خنک‌کننده TEC بهبودهای قابل اندازه‌گیری و تکرارپذیری در عملکرد ایجاد می‌کند:

۱. جریان تاریک ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر نسبت به دمای اتاق کاهش یافته است

۲. نسبت سیگنال به نویز (SNR) از حدود ۱۰:۱ به بیش از ۱۰۰۰:۱ افزایش یافته است

۳. دامنه پویا از ۱۲ بیت به ۱۶ بیت یا بالاتر گسترش یافته است

۴. زمان نوردهی از چند دقیقه به چند ساعت افزایش یافته است

۵. بهره (Gain)، خطی‌بودن و ویژگی‌های میدان تاریک در طول زمان پایدار باقی می‌مانند

۱. طراحی حالت جامد، بدون قطعات متحرک → قابلیت اطمینان بلندمدت

۲. عملیات بدون لرزش → عدم ایجاد محو شدن تصویر یا اغتشاش مکانیکی

۳. کنترل فوق‌العاده دقیق دما (±۰٫۰۱ درجه سانتی‌گراد به‌طور معمول) → پاسخ عکس‌العمل الکتروفوتونی پایدار

۴. فاکتور شکل فشرده و یکپارچه‌شده برای سر دوربین → امکان کوچک‌سازی را فراهم می‌کند

۵. هزینه، مصرف توان و نگهداری متعادل در مقایسه با جایگزین‌های کریوژنیک

مدل‌های زیر نمونه‌هایی از مدل‌های چندمرحله‌ای TEC هستند که معمولاً در کاربردهای سنسور CCD استفاده می‌شوند. این مدل‌ها صرفاً برای مرجع‌گیری و مقایسه ارائه شده‌اند و فهرستی جامع از محصولات محسوب نمی‌شوند.