CMOS技術(shù)的不斷進(jìn)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(shù)最終達(dá)到了物理極限，分辨率、靈敏度和幀速均大幅提升，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)每個(gè)像素內(nèi)光電子數(shù)的定量測量。點(diǎn)擊鏈接查找中的詳細(xì)信息。
產(chǎn)品特點(diǎn)
1、極低的噪音表現(xiàn)
為了以高信噪比檢測微弱光，ORCA-Quest已針對(duì)傳感器的各個(gè)方面（從結(jié)構(gòu)到電子器件）進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化。 在ORCA-Quest中，讀出噪聲已經(jīng)可達(dá)0.27個(gè)電子。
2、實(shí)現(xiàn)光子數(shù)解析（PNR）輸出
光是許多光子的集合。光子在傳感器上轉(zhuǎn)換為電子，這些電子稱為光電子。 “光子數(shù)解析*”是一種通過對(duì)光電子計(jì)數(shù)來精確測量光的方法。為了計(jì)數(shù)這些光電子，相機(jī)噪聲必須足夠小于光電子信號(hào)的量。常規(guī)的sCMOS相機(jī)雖然實(shí)現(xiàn)了很小的讀出噪聲，但仍比光電子信號(hào)大，因此難以對(duì)光電子進(jìn)行計(jì)數(shù)。ORCA-Quest使用的攝像頭技術(shù)對(duì)光電子進(jìn)行計(jì)數(shù)，并提供0.27電子rms（@掃描）的超低讀出噪聲。隨著溫度和時(shí)間變化，其性能依然保持穩(wěn)定，并且對(duì)每個(gè)像素值進(jìn)行單獨(dú)校準(zhǔn)和實(shí)時(shí)校正。 *光子數(shù)解析與光子計(jì)數(shù)有很大不同（更精確地說，該方法可解析光電子數(shù)。但是，由于在該領(lǐng)域中可比較的方法是使用單光子計(jì)數(shù)而不是單光電子計(jì)數(shù)，因此我們將使用“光子數(shù)解析”）。
3、采用背照式結(jié)構(gòu)，具有高分辨率
高QE對(duì)于高效檢測光子來說至關(guān)重要。在常規(guī)的背照式傳感器中，由于沒有像素分離，所以在像素之間發(fā)生串?dāng)_，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(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)高量子效率，并且通過溝槽式結(jié)構(gòu)，每個(gè)溝槽內(nèi)只放一個(gè)像素，從而來減少串?dāng)_。
4、實(shí)現(xiàn)大像素和高速讀出
現(xiàn)在通常使用諸如約0.3兆像素的EM-CCD相機(jī)之類的電子倍增相機(jī)來獲取光子計(jì)數(shù)（PC）級(jí)圖像。 但是，ORCA-Quest不僅可以獲取PC級(jí)圖像，還可以獲取9.4兆像素的光子數(shù)解析圖像。 另外，將不同像素?cái)?shù)相機(jī)的讀出速度按幀速率進(jìn)行比較是平的。 在這種情況下，使用像素速率（像素?cái)?shù)量×幀速率），即每秒讀取的像素?cái)?shù)量。 到目前為止，能夠進(jìn)行SPC讀取的相機(jī)是EM-CCD相機(jī)，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(shí)現(xiàn)光子數(shù)解析成像，幾乎快了一倍。
詳細(xì)參數(shù)
| 量子效率 | @peak QE: 90 % |
| 成像設(shè)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(shí)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(dòng)態(tài)范圍 | 25 900:1 (Typ.)*1 |
| 外部觸發(fā)模式 | Edge / Global reset edge / Level / Grobal reset level / Sync readout / Start *2 Edge / Start *3 |
| 外部觸發(fā)信號(hào)路徑 | SMA |
| 觸發(fā)延遲功能 | 0 s to 10 s in 1 μs steps |
| 觸發(fā)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(zhuǎn)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(nèi)工作溫度 | 0 °C to +40 °C |
| 室內(nèi)工作濕度 | 30 % to 80 % (With no condensation) |
| 室內(nèi)儲(chǔ)存溫度 | ?10 °C to +50 °C |
| 室內(nèi)儲(chǔ)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.)
