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                2. ORCA-Quest qCMOS相機 C15550-20UP

                  突破性的概念和無與倫比的性能


                  自1980年代以來,濱松公司就一直利用其獨特的相機設計技術開發高靈敏度,低噪聲的相機,并一直為尖端科學技術研究的發展做出了貢獻。 現在,我們很自豪地發布具有終極性能的ORCA-Quest。 C15550-20UP是世界上第一臺裝有qCMOS圖像傳感器并能夠使用最新開發的專用技術解析光電子數量的相機,這些特點使得其在定量成像方面有著無與倫比的效果。

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                  詳細參數

                  量子效率 @peak QE: 90 %
                  成像設備 qCMOS? image sensor
                  有效像素 4096 (H) × 2304 (V)
                  像素尺寸 4.6 μm (H) × 4.6 μm (V)
                  有效面積 18.841 mm (H) × 10.598 mm (V)
                  滿阱容量 7000 electrons(Typ.)
                  讀出速度 Standard scan: 120 frames/s (@4096 pixels × 2304 pixels, CoaXPress) Standard scan: 17.6 frames/s (@4096 pixels × 2304 pixels, USB) Ultra quiet scan: 5 frames/s (@4096 pixels × 2304 pixels, CoaXPress) Ultra quiet scan: 5 frames/s (@4096 pixels × 2304 pixels, USB)
                  讀出噪聲 Standard scan: 0.43 electrons rms (Typ.) Ultra quiet scan: 0.27 electrons rms (Typ.)
                  制冷方式 Peltier cooling
                  曝光時間 Standard scan: 7.2 μs to 1800 s Ultra quiet scan:172.8 μs to 1800 s
                  制冷溫度 Forced-air cooled (Ambient temperature: +25 °C) : -20 ℃ Water cooled (Water temperature: +25 °C) : -20 ℃ Water cooled (@max cooling; Water temperature: +20 ℃, Ambient temperature: +20 ℃) : Less than -35 ℃
                  暗電流 0.016 electrons/pixel/s (Sensor temperature: -20 ℃, Ambient temperature: +25 ℃) (Typ.) 0.016 electrons/pixel/s (Sensor temperature: - 20 ℃, Water temperature: +25 ℃) (Typ.) 0.006 electrons/pixel/s (Sensor temperature: Less than -35 ℃, Water temperature: +20 ℃, Ambient temperature: +20 ℃) (Typ.)
                  動態范圍 25 900:1 (Typ.)*1
                  外部觸發模式 Edge / Global reset edge / Level / Grobal reset level / Sync readout / Start *2 Edge / Start *3
                  外部觸發信號路徑 SMA
                  觸發延遲功能 0 s to 10 s in 1 μs steps
                  觸發輸出 Global exposure timing output / Any-row exposure timing output / Trigger ready output / 3 programmable timing outputs / High output / Low output
                  接口 USB 3.1 Gen 1, CoaXPress (Quad CXP-6 )
                  A/D 轉換器 16 bit, 12 bit, 8 bit
                  電源 AC100 V to AC240 V, 50 Hz/60 Hz
                  功耗 Approx. 155 VA
                  室內工作溫度 0 °C to +40 °C
                  室內工作濕度 30 % to 80 % (With no condensation)
                  室內儲存溫度 ?10 °C to +50 °C
                  室內儲存濕度 90 % Max. (With no condensation)
                  Lens mount C-mount
                  圖像處理功能 Defect pixel correction (ON or OFF, hot pixel correction 3 steps)

                  *1: Calculated from the ratio of the full well capacity and the readout noise in ultra quiet scan
                  *2: At Area readout, Photon number resolving
                  *3: At Lightsheet readout (Software such as HCImage is required. For details, please contact your local Hamamatsu representative or distributor.)

                  白皮書

                  CMOS技術的不斷進步使得縮小晶體管尺寸,減少暗電流以及電子讀出噪聲的影響成為可能。 全新的定量CMOS(qCMOS)技術最終達到了物理極限,分辨率、靈敏度和幀速均大幅提升,而且實現了對每個像素內光電子數的定量測量。點擊鏈接查找白皮書中的詳細信息。


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                  產品特點

                  1. 1、極低的噪音表現


                  2. 為了以高信噪比檢測微弱光,ORCA-Quest已針對傳感器的各個方面(從結構到電子器件)進行了設計和優化。 在ORCA-Quest中,讀出噪聲已經最低可達0.27個電子。

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                  2、實現光子數解析(PNR)輸出 


                  光是許多光子的集合。光子在傳感器上轉換為電子,這些電子稱為光電子。 “光子數解析*”是一種通過對光電子計數來精確測量光的方法。為了計數這些光電子,相機噪聲必須足夠小于光電子信號的量。常規的sCMOS相機雖然實現了很小的讀出噪聲,但仍比光電子信號大,因此難以對光電子進行計數。ORCA-Quest使用先進的攝像頭技術對光電子進行計數,并提供0.27電子rms(@超靜音掃描)的超低讀出噪聲。隨著溫度和時間變化,其性能依然保持穩定,并且對每個像素值進行單獨校準和實時校正。 *光子數解析與光子計數有很大不同(更精確地說,該方法可解析光電子數。但是,由于在該領域中可比較的方法是使用單光子計數而不是單光電子計數,因此我們將使用“光子數解析”)。


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                  3、采用背照式結構,具有高分辨率 


                  高QE對于高效檢測光子來說至關重要。在常規的背照式傳感器中,由于沒有像素分離,所以在像素之間發生串擾,并且分辨率通常低于前照式傳感器的分辨率。 ORCA-QuestqCMOS?的傳感器具有背照式結構,可實現高量子效率,并且通過溝槽式結構,每個溝槽內只放一個像素,從而來減少串擾。


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                  4、實現大像素和高速讀出 


                  現在通常使用諸如約0.3兆像素的EM-CCD相機之類的電子倍增相機來獲取光子計數(PC)級圖像。 但是,ORCA-Quest不僅可以獲取PC級圖像,還可以獲取9.4兆像素的光子數解析圖像。 另外,將不同像素數相機的讀出速度按幀速率進行比較是不公平的。 在這種情況下,使用像素速率(像素數量×幀速率),即每秒讀取的像素數量。 到目前為止,能夠進行SPC讀取的最快相機是EM-CCD相機,速度約為27兆像素/秒,但是ORCA-Quest能夠以約47兆像素/秒的速度實現光子數解析成像,幾乎快了一倍。


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                  軟件支持

                  一款好的科研相機應該是軟件與硬件相結合的產物。濱松提供的科研級相機不僅具有多種讀出模式、校正功能、大像素、高讀出速度等功能,我們也配備了相應的軟件來完善每一位客戶的工作。點擊鏈接查看相關軟件。

                  相機模擬實驗室

                  當客戶選擇一款用于工業或者科研等領域的相機時,需要考慮波長、光強等多種因素。我們提供了“相機模擬實驗室”,該工具可讓用戶在檢查模擬圖像的同時直觀地比較由于相機性能差異而導致的成像結果差異。點擊鏈接了解“相機模擬實驗室”。


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                  產品應用

                  ●量子技術 

                  中性原子,離子阱 

                  中性原子和離子可以被視為所謂的量子位,因為它們可以呈現疊加狀態,在這種狀態下,即使單個原子也具有多種屬性。 人們正在積極研究這一特性,以實現量子計算和量子模擬。 通過觀察捕獲的離子和中性原子的熒光,可以確定量子位的狀態,并使用低噪相機讀取熒光。


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                  ● 天文學 

                  幸運成像 

                  當從地面觀察恒星時,由于大氣湍流,恒星的圖像可能會變得模糊,因此會大大降低捕獲清晰圖像的能力。 但是,在短時間曝光和合適的大氣條件下,有時可以捕獲清晰的圖像。 因此,幸運成像是一種大量獲取圖像、整合圖像最清晰的辦法。


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                  ●拉曼光譜 

                  拉曼效應是指與入射光不同波長的光的散射,拉曼光譜法是一種通過測量該波長來確定材料特性的技術。 拉曼光譜法可在分子水平進行結構分析,從而獲取化學鍵合,結晶度等信息。


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                  ● 植物中的熒光延遲 

                  在一段時間內,植物釋放的光能中只有一小部分會吸收,以進行光合作用,這種現象被稱為延遲熒光。 通過檢測這種微弱的光線,可以觀察到化學物質,病原體,環境和其他脅迫因素對植物的影響。


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                  科研&工業應用相關科研相機網站

                  點擊圖片了解濱松科研級數字相機在科研以及供應領域中的應用。


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                  PC推薦

                  隨著ORCA-Quest的推出,用戶現在能夠以每秒120幀的速度將9.4兆像素的圖像傳輸到他們的計算機。點擊本鏈接,查看PC推薦列表,更加高效快捷的使用該款相機。

                  下載內容

                  天文學是一個極具前景的研究領域,科學家們以及相關學者正在進行各種研究以發現和探索未知的天體和天文學現象,我們也對相關優秀的天文學家進行了采訪。所以在該欄目大家可以對天文學相機應用案例進行學習,了解此類應用的示例以及適用于每種應用所使用的相機。點擊圖片了解學習。


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                  qCMOS安裝結構圖

                  掃描下方二維碼下載qCMOS安裝結構圖。


                  qCMOS文件獲取活動物料二維碼.png

                  外形尺寸(單位:mm)

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