最后简单介绍一下单分子实验中常用的信号采集装置。请读者先行了解CCD（电荷耦合器件）的工作原理。EMCCD（Electron-multiplying Charge-coupled Device，电子倍增电荷耦合组件）是特别适用于低光强条件下的设备。和普通CCD一样，入射光子在每个像素内转化为电子，电子再被依次平移到读取设备上，最后一步是由放大器将电子信号发大并转化为电压。相比普通CCD，EMCCD在放大器前增加了一个multiplication register。在这里，电子通过一系列的可控的倍增过程，数量被大大增加，再被最后输出的放大器放大、并转化为电压信号。由于系统的噪音主要来自于最后的输出放大器，将它之前通过multiplication register放大电子（信号），将大大提高整体的信噪比。和CCD一样，EMCCD的读取速度和噪音呈反比。相比ICCD (Intensified CCD)，EMCCD具有相似的信噪比，虽然读取速度较慢、却具有放大倍数可精确控制的优点。这对于后面单分子信号定位精度的计算至关重要，因为这个精度与光子数目有关，必须能通过输出电压逆向计算出最初像素上的光子数目。

   用户设定数模转化频率和预放大倍数后，可以在厂商提供的性能表中查到相应的基线值和敏感度；而放大倍率同样是用户设定的已知值，量子效率可以用发射光波长从性能表中查到。光子需要穿过其它元件层才能到达光-电转化的区域。这个过程中，短波长的光穿透距离浅，长波长的光子穿透距离深但能量较低，不易激发电子。这使得CCD的量子效率曲线呈钟型，并在可见光区达到最大值。技术的进步使得背面照射式CCD成为可能，相比之前的正面照射式，光子到达感光元件的路径大大缩短，损耗减小，这就提高了事实上的量子效率。EMCCD在可见光区的量子效率一般在80%以上，在近红外和近紫外区也有50%以上。使用EMCCD时同样要注意不要使用过高的放大倍率，导致某些像素过曝，并缩短仪器寿命；也不要过低，使得灰度信息的差异无法被识别。高的数模转化频率会增加噪音，但是其往往是高速数据采集的前提。最后，像素中电子被平移（进而读取）的速度越快，噪音越低，但转化效率越低。