光电子倍增管
迄今为止，共聚焦显微镜最常用的传感器是光电子倍增管(PMT)，它在大范围的照明强度下提供低噪声电信号。pmt的主要缺点是相对较低的量子效率，在最好的情况下，经典的光电阴极约为30% -，而不超过45%GaAsP分层的光电阴极。由于后者引入了非常高的不稳定性，使这些设备容易损坏，由于这些设备的高成本，有一个严重的缺点。
如果一个光子被光电阴极吸收，并且如果光子的能量足以将一个电子从阴极材料中分离出来，这个电子就会被朝向正极的电势所加速。在pts中，正极被排列成一系列的dynodes。每一步的典型电位差是100伏特。电信号最终在阳极被收集。当一个加速的电子入射时，dynode释放许多电子，即使所吸收的电子倍增。乘法系数取决于两个dynodes之间的电位差。总电压(阴极vs.阳极)可调至约。1000伏特。dynode的数目通常是6…12，电压除以dynode的数目。
在阳极收集和集成模拟信号的另一种测量模式是光子计数。这里，信号是通过一个比较电路来分析的。由单个光子引起的代表单个次级电子的峰值被识别和计数。尽管pmt是第一个允许光子计数的设备，但它们缺乏高频特性，这意味着它们只适合在非常低的光水平(单位时间内只有几个光子)进行光子计数。
图1:左:PMT原理图。在与光子相互作用时，光电子从阴极释放出来，并通过中等电压加速到第一个dynode。在这里，一些次级电子被释放并加速到下一个dynode。信号最终在阳极被收集。右图:HyD的示意图TM．在与光子相互作用时，光电子从阴极释放出来，并通过高压加速到半导体靶上。在这里，动能立即被耗散，而电荷又被倍增层(雪崩效应)放大。信号最终从阳极被收集。
混合探测器(海德拉巴™)
传感器技术的最新发展已经推出了真空技术（如PMTS）和硅技术（如雪崩照片二极管，APDS）的嵌合体。这些杂种［2］由徕卡微系统公司引入共聚焦显微镜，并将其命名为HyD ' s (pron: high188金宝搏的网址dees)。HyD传感器配备有GaAsP光电阴极，但只使用一个单一的加速步骤，而不是一系列的dynodes。施加的电压约为。8000伏特。这种设计降低了传感器的脆弱性，损坏的风险降低了几个数量级——尽管量子效率高达45%。
加速电子的高动能完全耗散在硅靶上，立即得到一个近似。1500倍放大。这对于经典的双节点是不可能的，它最多允许扩增3到5倍(因此需要进行测序)。倍增层将硅元件转换成雪崩二极管，最终将信号放大到可测量的强度，而无需外部(产生噪声)放大电路。
的LightGate
图2:光选通反射抑制效果。左图显示了荧光标记细胞的剖面(xz-)。光被收集在发射带和激发带。在滑动面和盖面反射是明显的(强烈的水平线)。右图:在不改变发射带的情况下，光门完全抑制了这些反射。
通过对检测信号的门控，只允许在激发脉冲之间的荧光发射时间内采集信号。通过排除脉冲，激发光产生的背景被有效地抑制，并且独立于任何光束分裂或势垒滤波。“光门”是“白色共焦”概念的一个新组成部分，指的是一个完全可调谐和无滤光片的光谱光学切片设备。
图3:选择策略。左:光门只收集激发脉冲后的发射光子。这有效地抑制了与波长无关的反射光。右:封闭的发生的只收集延迟发射的光子，以确保限制在照明模式中心的长荧光寿命事件，并暗示进一步提高分辨率。
封闭的超分辨率、
在门控模式下执行《hyd》的第二个好处是发生的［5］超分辨率成像。发生的基于衍射限制点的照明，具有荧光团激励波长，并同时照射具有引起脱发（刺激发射）的波长的环形区域。这种布置仅在激发状态下呈子衍射区域，因此允许探测器比衍射限制更高的分辨率。
从本质上讲，这两种光的性质在激发和去激发方面相互竞争。若不存在去激光，如在中心叠加激发圈和发生的环，荧光团在特征荧光寿命τ之后发出荧光，仅取决于荧光团的量子特性和环境影响。在中心之外是振兴状态的第二路径返回：受刺激的发射。因此，缩短了特征寿命。缩短取决于发生的强度，并随着距离中心的距离而增加(直到达到最大强度，但这已经在激发区的边缘)。
结果，荧光的特征寿命是半径依赖于发生的集中在寿命最长的中心。通过去除早期的光子(这些光子最有可能从中心外发射)，观察区域将进一步缩小——这与分辨率的提高是一致的［6］．
图5:门控效应发生的(从左到右)。标准共聚焦成像无法将DNA折纸中间距为76 nm的荧光色素分离出来。在连续波发生的，分辨率足以分离76 nm。当仅从0.5 nm处采集激发脉冲后的发射光谱时，分离进一步增加(分辨率提高)。之后的收集，从3.0 nm开始，产生了额外的分辨率提高。
参考
- Naora H:核酸的显微分光光度法和细胞化学分析。科学14卷114:2959(1951)279-280。
Borlinghaus RT, Birk H和Schreiber F:用于敏感检测的探测器;见:Mendez-Vilas A.(编):当前显微镜对科学和技术进步的贡献第5卷。（2012）
Hell SW和Wichmann J:通过受激发射打破衍射分辨率限制:受激发射耗尽荧光显微镜。Optics Letters 19:11(1994) 780-782。
typo3 /Suyama M和Lares M:混合探测器结合了PMT和半导体二极管技术。激光聚焦世界(2008年1月)。