量子效率背照式相机

鑫图Dhyana 95/400BSI是背照式sCMOS相机的典型代表，已成功应用于国内外多个软X射线研究领域，能有效解决传统背照式CCD因读出噪声过大带来的采集时间拉长，动态范围受限和图像对比度较低的问题，大幅提升软X射线成像品质，数十倍帧率的提升为动力学实验提供了更多可能性，而且性价比极高，已成为软X射线应用研究的新宠。 成像性能再升级，鑫图专业软X射线相机上线 为进一步提升在软X射线领域的应用优势，鑫图在第一代Dhyana 95/400BSI应用基础上进行了卓有成效的技术改进，基于定制的无抗反射镀膜芯片进行再开发，实现了软X射线短波段近100%超高量子效率的重大突破，同时采用灵活的法兰适配方案，能更好地满足真空系统的密封要求，是新一代软X射线探测系统的不二之选。 无抗反射镀膜芯片，近100%量子效率 如图所示：鑫图专业sCMOS软X射线相机采用的全新一代无抗反射镀膜芯片，在1.24-12.4nm区间内量子效率得到了大幅提升，整体超过了90%，部分波段近乎达到了100%的超高水平，在对应的80–1000 eV光子能量范围内，具备更专业的成像性能。 法兰可定制，灵活适配真空系统 鑫图专业软X射线相机适配真空系统的法兰可提供标准方案，也可根据您系统定制尺寸，全力满足您的应用需求。 CF63,CF100,CF150... 鑫图专业软X射线相机，多种成像方案可选 Dhyana 400BSI-SV/Dhyana95-SV是基于鑫图成熟相机平台推出两款专业软线相机，后期我们还可根据用户需求开发更多软X射线产品方案。产品型号中的 “S”代表“Soft”,”V”代表 “Vacuum”，“SV”后缀即“软线真空”的意思，将作为鑫图专业软线相机型号命名使用。 目前，鑫图“SV”系列软X射线相机已有少量标准品可接受试用，无论您是预约测试还是需要更深入的技术探讨，欢迎与我们联系！

背照式薄型封装ORCA-FusionBT是科研级CMOS相机的巅峰之作，拥有无与伦比的参数性能如超低读出噪声、超快帧速、超高量子效率、CCD般的均匀性。并且其光子探测以及收集效率之高也达到了令人赞叹的水平，即使在超短时间内只有少量的光子信号发射，该款相机也可以第一时间实现信号捕捉，为客户呈现极具视觉冲击力的高信噪比图像。ORCA-Fusion BT是滨松超高科研能力以及超高产品质量的体现，是广大客户科研实验路上的首选。 量子效率@550 nm: 95 %有效像素2304 (H) × 2304 (V)像素尺寸6.5 μm (H) × 6.5 μm (V)读出速度Fast scan: 89.1 frames/s (@2304 x 2304 pixels, 16 bit)读出噪声Ultra-quiet scan: 0.7 electrons rms (Typ.)动态范围21 400:1 (Typ.)芯片类型sCMOS像素位深16 bit, 12 bit, 8 bitORCA-FusionBT与其他BT CMOS相机优势对比 ORCA-Fusion BT滨松品质保证，行业内领跑产品。● 极低的读出噪声● 宽光谱范围内超高的量子效率● CCD般的均匀性● 高读出噪声像素最小化● 高动态范围● 3种读出速度可选● Lightsheet读出模式● 5.3 Megapixels● 兼容USB 3.0与高速CoaXPress接口ORCA-FusionBT与EM-CCD相机优势对比ORCA-FusionBT在实用性、功能性、灵敏度以及速度等方面具有无与伦比的优势，完全可以替代昂贵的EM-CCD相机。● 分辨率更高● Binning模式更加灵活多样● 无放大或者冗余噪声● 超高动态范围● 超宽视野产品应用● 宽场荧光成像● 活细胞成像● 转盘式共聚焦显微镜● Lightsheet显微镜● 超分辨成像● 膜电位成像成像● 光遗传学● 单分子跟踪● 计算成像● 量子计算低光激发下的延时活细胞成像光谱响应范围外形尺寸图（单位：mm）创新点：采用背照式sCMOS技术的全新产品。克服了背照式sCMOS技术的问题，低至0.7e rms读出噪声大幅超越了之前的所有sCMOS相机，加之与顶配看齐的95%高量子效率，其信噪比大提升到了sCMOS前所未有的高度。 滨松背照式sCMOS相机ORCA fusionBT

自2018年11月鑫图推出了全球首款6.5微米的背照式背照式sCMOS科学相机——Dhyana 400BSI，得到高端科研市场的广泛关注，掀起全球高灵敏成像技术的又一轮升级热潮。在各家相继推出背照式sCMOS成像方案的近一年时间里，鑫图研发团队从未停止对技术精益求精的探索，如何将背照式sCMOS做成真正意义上的新一代科学相机，成为我们新的挑战目标。2018年9月2日，鑫图宣布完成了相机速度和信号处理等关键性能升级，Dhyana 400BSI V2.0正式上市！虽然Dhyana 400 BSI V2.0不涉及背照式图像传感器芯片G2020BSI的更新换代，也就是说，在像元尺寸、分辨率、量子效率、甚至读出噪声方面相比前代并没有改变，但此次升级涉及的关键技术点依然可圈可点，让人耳目一新！没错，V2.0款外观变化不小。不仅从前脸看外观尺寸缩小了很多，颜色也变成了更酷的深灰黑色，这在一定程度上可以理解为，鑫图机械结构工艺的提高，毕竟尺寸越小，制冷和散热的工艺难度就越大。从后脸看，面板上多了两个高速传输的CameraLink接口，这个重大的变化意味着相机内部硬件电路进行了全面升级改进，Dhyana 400 BSI V2.0最终实现了420万全分辨率下74fps@CameraLink的芯片极限传输速率，以及40fps@USB3.0的接口最高数据传输速率。 而外观和接口变化还仅仅只是Dhyana 400BSI V2.0的开胃菜，空间噪声算法升级才是本次更新的关键。信噪比，在科学成像领域就是灵敏度和图像品质，可以单纯的理解成量子效率和噪声的对决。介绍之前，我们不得不先了解一下背照式sCMOS芯片。Dhyana 400BSI V2.0采用了背照式sCMOS芯片。这颗国产的由长春长光辰芯公司生产的G2020BSI背照式芯片在量子效率方面大幅领先于传统正照式芯片，直接的结果就是：量子效率高多少，灵敏度就高多少。 但上帝是公平的，给谁的都不会太少，给谁的也都不会太多。辰芯G2020BSI这颗背照式sCMOS图像传感器虽然在量子效率方面大胜正照式sCMOS，但是由于工艺的原因，发热量和暗电流噪声较大，读出噪声的控制也不太好；而对于高端科研成像应用来说，如果不能控制好噪声，量子效率带来的优势就会大大缩小。如何扬长避短？这里有必要普及一些噪声的基础常识。 噪声分为像素内噪声(读出噪声、光散粒噪声、暗电流噪声为代表)和像素间噪声(DSNU 、PRNU为代表的空间噪声)。早年CCD一统天下的时候，CCD的像素间噪声很低基本没人关注，所以大家一股脑儿想的是如何降低像素内噪声(读出噪声)。于是就有了第一代的sCMOS，把读出噪声做到了1个电子，大大超越了CCD，引发行业技术升级。此前全球最好的sCMOS相机读出噪声为1.0e-(中值)和1.6e-(均方根值)。Dhyana 400BSI V2.0做到了1.2e-(中值)和1.8e-(均方根值)，还差一些些。但是一台科学相机的噪声不仅仅是读出噪声，还有暗电流和像素间噪声。半导体制冷加风冷散热技术早前已经可以做到-10℃（环境温度20℃下）的低温水平，而Dhyana 400BSI V2.0相机的在20℃的室温下已经可以达到更低的-15℃水平，相机的暗电流噪声也由此降低到了0.15e-；对于绝大多数sCMOS成像来说，相比1.0e-的读出噪声，就算长达100毫秒的曝光对应产生的暗电流噪声也要小于0.02e-，几乎达到了可以忽略不计的水平。 随着CCD的退出和sCMOS的崛起，sCMOS像素间噪声(DSNU、PRNU) 偏大的问题开始被推上风口浪尖， sCMOS相机厂商在这两年进行了新一代升级。 之前全球最好的DSNU(暗信号不均一性)值是0.3e-。DSNU值越低代表噪声基线越平。V2.0版本的Dhyana 400BSI与2017款做比较的话，从前代的0.3e-下降到0.2e-。不仅打破了记录，还将业内最好的DSNU噪声下降了33%。 而之前全球最好的PRNU(光响应不均一性)值是0.3% (700e-)。PRNU值就是像素之间对光的响应的偏差率。V2.0版本的Dhyana 400BSI与2017款做比较的话，从前代的1.6%下降到0.3%，做到了目前的最优值。 需要指出的是，还有一种噪声人类世界暂时还奈何不了，它是光散粒噪声，光散粒噪声基于泊松分布的基本物理学原理，随着光子数变多而变大。对于sCMOS级别的科学相机来说，当光子数多于10个以上时，像素内噪声的统治权就交给光散粒噪声了。所以在涉及并非极限弱光的成像应用中，信噪比变成了量子效率与空间噪声 (DSNU/PRNU) 的对决。所以Dhyana 400BSI V2.0的终极目标是“采用最高量子效率的背照式芯片，同时把空间噪声做到最低。”背照式sCMOS芯片发热量大， Dhyana 400BSI V2.0就把制冷温度做得更低，在同样的体积内， Dhyana 400BSIV2.0的暗电流噪声与最好的正照式sCMOS相机旗鼓相当。 背照式sCMOS芯片读出噪声偏大0.2e-，那么Dhyana 400BSI V2.0就把DSNU和PRNU做得更低，失之东隅收之桑榆，这里像素内噪声多了0.2e-，在那里通过像素间噪声少0.1e-，把背照式sCMOS芯片的缺憾补偿了些回来。 当各项噪声指标和全球最优基本相当的时候， Dhyana 400BSIV2.0量子效率的优势就完全凸显了出来。我们不能只看着560nm处95%量子效率比正照式82%提高了15%，如果你做的是近红外光850nm应用，量子效率提高的就是40%，如果你做的是400nm蓝光应用，量子效率的提高甚至超过了60%，所有这种量级的信噪比提高对科学级应用来说，都是相当巨大的。 在光学领域有一种说法是性能提升10%，成本提高100%，那么Dhyana 400BSI V2.0动辄百分几十的灵敏度提高，价格要提升多少呢？ 高QE的Dhyana400BSI在超高分辨率显微镜应用----《ACS Nano》 Dhyana 400BSI V2.0更新的力度不算小，但其价格并没有大幅提升，就算全部顶配想要一步到位，比如PC端的高速CameraLink卡、水冷(降温还能低10度)等全部招呼上，价位也同样值得期待。 除了自有的SDK和Demo，Dhyana 400BSI V2.0支持的第三方应用也已经大大扩展，包括Micromanager, Labview, Matlab等，可以为您提供更多应用支持和帮助。定量分析更精准，数据捕捉更快速，鑫图携Dhyana 400 BSI V2.0再次向您致敬，感谢所有的支持与帮助！

每种传感器技术的 QE 都不同，某种图像传感器达到 95% 的 QE。但是，它是由被检测光的波长和 半导体材料决定的。对于CCD、EMCCD、(em)ICCD 和sCMOS技术，在某些波长范围内可能达到 95% 的 QE，但可见光谱中近红色和紫外区域的光子具有较低的 QE，因此传感器的效率较低。为了改善这些区域的 QE，已经开发了Deep-depleted硅传感器和涂层传感器，从而增加了 QE。 　　大多数图像传感器都是由硅制成的。由于 QE 取决于材料，该元素的特性以及它如何与光相互作用非常重要。 　　在高纯度晶体形式中，相邻的硅原子彼此共价键合。打破这些键以产生电子/空穴对(~1.1 eV)需要大于带隙能量的能量。入射光的波长与光子吸收深度直接相关；波长越短，进入硅的深度越短。 　　Deep-depleted硅传感器比传统的硅传感器更厚 ，因此能够检测更长波长的光(即 700 nm，NIR)。NIR 光在硅中的穿透深度比典型的硅传感器更深，因此在没有深度耗尽的情况下，硅传感器对入射的 NIR 光有效透明。如下图所示，Deep-depleted硅传感器在 700 – 850 nm 范围内可提供 90% 的 QE，而传统硅传感器可提供 60% 的 QE。 为了进一步改善 QE，可以通过前照式或背照式设备来改变设备内传感器的方向。前照式设备的入射光通常通过并行寄存器的门进入传感器。这些栅极由非常薄的多晶硅组成，在长波长下相当透明，但在短于 400 nm 的波长下变得不透明。因此，在短波长下，栅极结构会衰减入射光。 　　如果硅传感器均匀变薄，图像可以聚焦在没有栅极结构的传感器后端。由于栅极结构没有光限制，背照式器件对光表现出高灵敏度，使 95% 的 QE 成为可能。采用前照式技术的图像传感器，入射光在撞击传感器之前必须穿过微透镜和金属线，从而降低了最大量子效率。背照式图像传感器的入射光首先会照射传感器，因此设备的 QE 不会降低。 InGaAs 传感器 　　只有当光子具有比材料的带隙能量更高或更短的波长时，半导体才会检测到光子。InGaAs 传感器是由 InAs 和 GaAs 的合金制成的半导体，传统的 InGaAs 传感器具有 x:1-x 的 InAs:GaAs 比率。由于 InGaAs不是天然存在的材料，因此必须在 InP 衬底上生长单晶。 　　InGaAs 传感器的带隙能量通常低于硅，这意味着它们能够检测更长的波长，例如短波红外 (SWIR) 区域 (900-1700 nm)。因此，InGaAs 摄像头在 950-1600 nm 区域内的 QE 80%。显示了典型 InGaAs 传感器的 QE 曲线。通过增加单晶内 InAs 的浓度，截止波长可以扩展到 2600 nm。 尽管 InGaAs 相机在 900 – 1700 nm 范围内具有高 QE，但远端波长截止会随着设备冷却而降低。每冷却 10 摄氏度，这通常会偏移 8 纳米。这意味着进入设备的光子吞吐量很重要，但是远端截止的这种转变可能是有利的，因为它允许传感器充当“可调”低通滤波器。 　　总结 　　QE 是衡量设备在将入射光子转换为电子方面的有效性的指标。不仅 QE波长取决于，它还取决于传感器材料。 　　如果能量高于半导体带隙能量，传感器将检测到入射光子。这就是为什么硅在 500-600 nm 之间具有 95% 的 QE，但对于较长的红外/较短的紫光波长具有较低的 QE，而 InGaAs 在 SWIR 范围(900-1700 nm)上具有高 QE，而不是可见区域或中红外波长范围( 1700 nm)。

中国科大郭光灿院士团队在量子通信和量子网络的研究中取得重要进展。该团队李传锋、柳必恒研究组与南京邮电大学盛宇波等人合作，利用高品质的超纠缠源，首次实现了11公里的远距离量子纠缠纯化，纯化效率比此前国际最好水平提升了6000多倍。该成果2021年1月8日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径，而量子纠缠纯化是量子中继中的关键操作，利用量子纠缠纯化操作可以从两份纠缠度较低的纠缠态中提炼出一份纠缠度较高的纠缠态。此前的纠缠纯化协议都是利用两对低纠缠度的光子对实现，而研究组与合作者提出仅需一对超纠缠光子对的纠缠纯化方案。他们实验上制备出偏振和路径分别处于纠缠态的超纠缠光子对，并在11公里长的多芯光纤里进行纠缠分发，然后进行量子纠缠纯化操作。实验结果表明，分发后的偏振纠缠和路径纠缠初始保真度均为约0.665时，纯化得到的纠缠态的保真度可以提升到0.774，而初始保真度均为约0.771时，纯化后的保真度则可提升到0.887。他们还首次将纠缠纯化用于量子密钥分发，纯化前纠缠态的纠缠度太低，产生的有效密钥率为0，而经过纯化后，有效密钥率则提升到0.371。此外，由于只需要使用一对超纠缠光子对，该方案的纯化效率（每秒大约输出400对）比此前国际上的最好水平提升了6000多倍。该成果迈出了纠缠纯化从实验室平台到远距离的关键一步，同时大幅提升了纠缠纯化效率，为将来实现高效率的量子中继提供了有力的技术保障。论文第一作者为中科院量子信息重点实验室特任副研究员胡晓敏。该研究得到科技部、国家基金委、中科院、安徽省的支持。（a）实验概念图，（b）实验原理图。文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.010503

太赫兹辐射，也被称为亚毫米辐射，其波长位于微波和可见光之间。它可以穿透许多非金属材料并探测某些分子的特征。这些便利的特性可以使其得到广泛的应用，包括工业质量控制、机场安全扫描、材料的无损表征、天体物理观测以及比目前手机频段带宽更高的无线通信。插图显示太赫兹照明（右上角的黄色曲线）进入新的相机系统，它刺激纳米级孔内的量子点（显示为照明环）发出可见光，然后使用基于CMOS的芯片（左下角）检测，就像数码相机中的那些。然而，设计检测和制作太赫兹波图像的设备一直是个挑战。因此，大多数现有的太赫兹设备是昂贵的，缓慢的，笨重的，并需要真空系统和极低的温度。现在，麻省理工学院、明尼苏达大学和三星公司的研究人员已经开发出一种新的相机，它可以快速检测太赫兹脉冲，具有高灵敏度，并且在室温和压力下。更重要的是，它可以同时实时捕捉到关于波的方向，或"偏振"的信息，而现有的设备无法做到。这种信息可以用来描述具有不对称分子的材料，或确定材料的表面细节。这个新系统使用被称为量子点的粒子。这些粒子最近被发现在受到太赫兹波的刺激时有能力发射出可见光。然后，这些可见光可以被一个类似于标准电子相机探测器的装置记录下来，甚至可以用肉眼看到。11月3日发表在《自然-纳米技术》杂志上的一篇论文描述了这一装置，作者是麻省理工学院的博士生史娇健、化学教授Keith Nelson和其他12人。该团队制造了两种不同的装置，可以在室温下运行。一个是利用量子点将太赫兹脉冲转换为可见光的能力，使该装置能够产生材料的图像；另一个是产生显示太赫兹波偏振状态的图像。新的"照相机"由几层组成，采用像用于微芯片的标准制造技术制成。基板上有一排纳米级的平行金线，用窄缝隔开；上面是一层发光的量子点材料；上面是一个用于形成图像的CMOS芯片。偏振检测器使用类似的结构，但有纳米级的环形狭缝，这使得它能够检测到进入的光束的偏振。太赫兹辐射的光子具有极低的能量，这使得它们很难被检测到。因此，这个设备正在做的是将那小小的光子能量转化为易于用普通相机检测的可见物。在该团队的实验中，该设备能够在低强度水平上检测太赫兹脉冲，超过了今天大型和昂贵系统的能力。研究人员通过拍摄他们设备中使用的一些结构的太赫兹照明照片来证明该探测器的能力，例如纳米间隔的金线和用于偏振探测器的环形狭缝，证明了该系统的灵敏度和分辨率。一个CMOS相机被用来捕捉太赫兹光束的旋转。资料来源：研究人员提供开发一个实用的太赫兹相机需要一个产生太赫兹波以照亮一个物体的部件，以及另一个检测它们的部件。在后一点上，目前的太赫兹探测器要么非常慢，因为它们依赖于检测波冲击材料所产生的热量，而热量传播缓慢，要么它们使用相对较快的光电探测器，但灵敏度非常低。此外，直到现在，大多数方法都需要整个太赫兹探测器阵列，每个探测器产生一个像素的图像。问题在于每一个都相当昂贵，一旦他们开始被用来制造相机，探测器的成本就会开始迅速扩大。虽然研究人员说他们已经通过新的工作破解了太赫兹脉冲检测问题，但缺乏良好的源的问题仍然存在--而且世界各地的许多研究小组正在努力解决。尼尔森说，新研究中使用的太赫兹源是一个庞大而繁琐的激光器和光学设备阵列，不容易被扩展到实际应用中，但基于微电子技术的新源正在顺利开发中。论文的共同作者、明尼苏达大学电气和计算机工程系麦克奈特教授Sang-Hyun Oh补充说，虽然目前的太赫兹相机版本要花费数万美元，但该系统使用的CMOS相机的廉价特性使其"向建立实用的太赫兹相机迈进了一大步"。商业化的潜力促使制造CMOS相机芯片和量子点设备的三星公司合作开展这项研究。尼尔森说，这种波长的传统探测器在液氦温度（-452华氏度）下工作，这对于从背景噪声中挑出能量极低的太赫兹光子是必要的。这种新设备能够在室温下用传统的可见光相机检测并产生这些波长的图像，这一点出乎了从事太赫兹领域工作的人的意料。研究人员说，有许多途径可以进一步提高这种新相机的灵敏度，包括组件的进一步小型化和保护量子点的方法。他们说，即使在目前的检测水平上，该设备也可以有一些潜在的应用。在新设备的商业化潜力方面，Nelson说，量子点现在价格低廉，而且容易获得，目前被用于消费产品，如电视屏幕。相机设备的实际制造更加复杂，但也是基于现有的微电子技术。事实上，与现有的太赫兹探测器不同，整个太赫兹照相机芯片可以用今天的标准微芯片生产系统来制造，这意味着最终大规模生产这些设备应该是可能的，而且价格相对便宜。目前，尽管该相机系统离商业化还很远，但麻省理工学院的研究人员在需要快速检测太赫兹辐射时已经在使用这种新的实验室设备。"我们没有那些昂贵的相机，"纳尔逊说，"但是我们有很多这样的小设备。人们只需将其中一个插入光束中，用眼睛看一下可见光的发射，这样他们就知道太赫兹光束何时开启，这真的很方便。"虽然太赫兹波原则上可以用来探测一些天体物理现象，但这些来源将是极其微弱的，而且新设备无法捕捉这种微弱的信号，该团队正在努力提高其灵敏度。下一代的研究工作在于把所有东西都做得更小，它的灵敏度也会更高。

为了将光谱成像技术更方便地引入显微成像领域，本文介绍了高光谱成像技术与显微成像技术相结合，搭建出一套全自动推扫式高光谱显微成像系统。该系统以倒置显微镜为主体进行设计，采用棱镜-光栅元件进行光谱分光，利用高精度二维电动运动平台进行推扫，同时结合电动对焦组件完成对焦，最终成像在高灵敏sCMOS科学相机上。根据大多数生物样本光谱检测需求，系统的光谱范围选择为420~800 nm，并引入激光自动对焦系统作为主动对焦模块，以HE染色的乳腺癌病理切片为研究对象。通过对全自动推扫式高光谱显微成像系统的设计与研究，解决了高光谱显微成像中无法实时对焦的难题，实现了在40倍显微物镜下3.25 mm × 3.25 mm范围内的全自动成像。这有助于促进光谱技术在生物医学等领域中的应用，特别是对需要高分辨率和高灵敏度的场景中，提供了有效的解决方案。图1 整机图片图2 基于主动对焦的大视场推扫成像推扫式高光谱显微成像系统的光谱探测器采用了鑫图背照式sCMOS科学相机Dhyana 400BSI。该相机像元大小为6.5 μm，非常适配于40x~60x的成像系统。相机的宽光谱响应范围涵盖了190 nm~1100 nm，可以适用于生物样本的光谱检测需求，峰值量子效率高达95%，读出噪声仅为1.1e-。这些性能在高分辨率成像和灵敏度之间实现了平衡，并能大幅提高信号检测能力，非常适合部分光谱应用的需求。参考文献唐凌宇, 葛明锋, 董文飞. 全自动推扫式高光谱显微成像系统设计与研究[J]. 中国光学, 2021, 14(6): 1486.该文章旨在为大家提供先进成像技术相关应用参考，部分内容摘抄于相关论文研究成果，版权归原作者所有，引用请标注出处。

自适应光学波前传感的理想选择—sCMOS 相机牛津仪器 Andor sCMOS 相机作为自适应光学波前传感的优选设备，拥有高度并行的像素读出产生的高帧频，结合短曝光条件下的低噪声和高量子效率能够获得最佳信噪比图像。在本次技术说明中，我们比较了Andor sCMOS 系列中三款特别适合波前传感的相机： Marana 4.2B-6（具有CoaXpress接口） Zyla 4.2 PLUS（具有CameraLink接口） Balor 17F（具有CoaXpress接口）下表总结了每款相机的关键性能参数。表1 用于波前传感的三款 Andor sCMOS 相机的关键成像参数在第1部分中，我们将详细分析潜在的帧频性能，尤其是 ROI 模式下帧频的提升。在第2部分中，我们将比较三款相机相对“延迟”特性，这是自适应光学应用的一个重要考虑因素，因为它决定了图像在软件中的准备时间，以便作为闭环可变形镜像系统的一部分进行处理。Part 1 | sCMOS 帧频高速帧频性能对于波前传感至关重要，使用（ROI）子阵列能够实现每秒数百帧的图像采集。作为波前传感备选的成像探测器，表2显示了上述三款 sCMOS 相机在不同 ROI 阵列尺寸上的帧频。表 2 的关键成像参数（可用选项）： 卷帘快门曝光模式 重叠（100％占空比）模式 16位（全动态范围）模式 中心 ROI 成像 CoaXpress（CXP）接口（Marana 和 Balor） CameraLink（CL）接口（Zyla）表2 三款 Andor sCMOS 相机在不同 ROI 阵列尺寸上的帧频 请注意，在比较 Marana 和 Zyla（均为2048 x 2048阵列）时，尽管 Zyla 能够实现更快的帧频，但 Zyla 是使用前照式芯片，通过在每个像素上使用微透镜来实现高量子效率。Marana 使用背照式芯片，在没有微透镜的情况下可实现高达95％的量子效率。此外，如果 Zyla 的 ROI 没有在垂直方向上居中，帧频将会降低（降低到原来的2倍），而对于Marana 和 Balor，ROI 可在任何区域，帧频的降低可以忽略不计。Part 2 | “延迟”比较科学成像相机用作波前传感器的一个关键考虑因素是“延迟”。由于波前传感成像是 AO 配置闭环系统的一部分，因此软件必须快速采集图像以进行实时处理，以便它能够持续地通知变形镜系统如何在到达科学探测器的过程中对入射波前进行重塑和展平。比较波前传感器相机，我们需要清楚地了解曝光、传感器读出和任何图像传输耗时相关的相对时间。在成像的时序流程中，对于“延迟”的定义可能存在一些主观的变化。为了在当前的比较研究中实现标准化，我们将考虑从曝光开始到软件处理该曝光时间内的完整图像/ROI 的整个端到端时间。我们还将通过假设曝光时间为 10 毫秒（帧频达到100 fps）进行标准化。但是请注意，我们比较的三款相机，这 10 毫秒的曝光对应于不同的 ROI 阵列大小和相应的视野。图 1 和图 2 为 Zyla 4.2 PLUS 与 Marana 4.2B-6 进行比较的时序示意图。sCMOS 相机之间的“延迟”区别如下：Zyla 必须先将整个 ROI 阵列（10 毫秒）读出到组装图像的相机 FPGA，然后再通过 CameraLink 接口传输图像，这里又需要10 ms。由于这些过程是按序发生而不是同时进行的，因此整个端到端处理接近曝光（10 ms）+ 读出（10 ms）+ 通过 CameraLink 的数据传输（10 ms）= 30 ms。注意，Zyla图像必须首先在 FPGA上组装的原因是其复杂的传感器读出，这涉及到同时读出阵列的两半，从中间行开始，向外分别移动到顶部和底部行。Marana 具有更直接的传感器读出架构，这意味着无需将图像在相机 FPGA上组装后再传输到主机PC。相反，一旦读出像素行，它就会由 FPGA 处理并立即通过 CoaXpress（CXP）接口进行传输。这意味着图像传输与图像读出同时发生，而不是顺序发生，从而克服了“延迟”造成的影响。 Marana 的整个端到端过程近似于曝光（10 ms）+ 同时读出/数据传输（10 ms）= 20 ms。Marana 具有更直接的传感器读出架构，这意味着无需将图像在相机 FPGA上组装后再传输到主机 PC。相反，一旦读出像素行，它就会由 FPGA 处理并立即通过 CoaXpress（CXP）接口进行传输。这意味着图像传输与图像读出同时发生，而不是顺序发生，从而克服了“延迟”造成的影响。Marana 的整个端到端过程近似于曝光（10 ms）+ 同时读出/数据传输（10 ms）= 20 ms。Balor 未在所示的图中具体表示，但具有与 Marana 相似的单向传感器读出架构，区别在于 Balor 通过同时读取每组 4 行的数据来提高速度。因此，如果 Balor 定义了 ROI 阵列，其结果是曝光时间为 10 ms（相应的读数为10 ms），那么 Balor 的整个端到端过程也将近似于曝光时间（10 ms）+ 同时读出/数据传输（10 ms）= 20 ms。因此，相对于 Zyla 固有的“延迟”, Marana 和 Balor 的“延迟”减少了。然而，如第 1 节所示，Zyla 4.2 PLUS 相对于Marana 4.2B-6 可能具有更高的帧速。在为您的装置选择最合适的波前传感成像相机时，应在确切的实验要求范围内考虑这两个因素。图 1 和图 2 的关键成像参数（可用选项）： 曝光时间/读出时间 — 10毫秒（需要选择ROI） 卷帘快门曝光模式图1 Zyla4.2 PLUS：表示曝光、读出和图像传输（通过 CameraLink接口）的计时示意图图2 Marana 4.2B-6：表示曝光、同时读出/图像传输（通过Coaxress 接口）的计时示意图。Balor 的实验数据接近Marana 4.2B-6

福州鑫图光电有限公司发布新一代超高灵敏度sCMOS科学相机--Dhyana 400BSI，该机型在灵敏度、像素尺寸和速度三个核心指标上均实现了对现有背照式sCMOS相机的全面超越。 两年前，鑫图基于背照式sCMOS技术开发的Dhyana95科学相机在560nm处实现了量子效率高达95%QE的重大的突破，由此开启了sCMOS科学相机的背照式时代，而最新发布的Dhyana 400BSI不仅具备相同的高量子效率，还实现了背照式sCMOS相机读出噪声小于1个电子的关键性突破，这将带来无可比拟的超级信噪比优势！ 更重要的是，该相机使用了更小的6.5微米像素尺寸，这是显微成像中获得更多的细节信息的关键因素，可以让您在更多超高分辨应用领域，看到更多可能！！ Dhyana系列sCMOS科学相机已经在生命科学、化学实验室、空间物理、天文观测等前沿科学研究领域得到了广泛应用，此次Dhyana 400BSI的光电参数更是由鑫图和武汉国家光电实验室联合测试确定，在经过多年的技术和应用积累后发布的Dhyana400BSI在关键性能指标的严谨性和质量稳定上将更值得信赖！

据美国物理学家组织网12月16日(北京时间)报道，美国国家可再生能源实验室(NREL)研制出一种新式的量子点太阳能电池，当其被太阳能光谱的高能区域发出的光子激活时，会产生外量子效率最高达114%的感光电流。发表于12月16日出版的《科学》杂志上的这一最新研究为科学家们研制出第三代太阳能电池奠定了基础。 　　当光子入射到太阳能电池表面时，部分光子会激发光敏材料产生电子空穴对，形成感光电流，此时产生的电子数与入射光子数之比称为感光电流的外量子效率。迄今为止，还没有任何一种太阳能电池在太阳能光谱内光波的照射下，显示出超过100%的外量子效率。 　　现在，NREL团队首次在量子点太阳能电池上实现了这一点。他们在一个叠层量子点太阳能电池上获得了114%的外量子效率。该电池由具有减反光涂层的玻璃(其包含有一薄层透明的导体)、一层纳米结构的氧化锌、一层经过处理的硒化铅量子点以及薄薄一层用作电极的金组成。 　　太阳能光子产生超过100%外量子效率基于载子倍增(MEG)过程，借助这一过程，单个被吸收的高能光子能激发多个电子空穴对。NREL团队首次在量子点太阳能电池的感光电流内展示了MEG，科学家们可借此改善太阳能电池的转化效率。研究结果显示，在模拟太阳光的照射下，新量子点太阳能电池的光电转化效率高于4.5%。目前，这种太阳能电池还没有达到最优化，因此，其能源转化效率相对来说偏低。 　　与传统的太阳能电池相比，量子点太阳能电池内的MEG能将电池的理论热力能转化效率提高35% 量子点太阳能电池也可使用廉价且产量高的卷对卷制程制造而成 其另外一个优势是每单位面积的制造成本很低，科学家们将其称为第三代(下一代)太阳能电池。(记者 刘霞) 　　所谓第一代太阳能电池是指目前最常见的晶体硅电池，第二代是薄膜电池 第三代，则应该是具有更高转化效率的新型电池的总称。而让单个高能光子激发多个电子空穴对正是提高转化效率的途径之一。不过现有技术并不能有效分离、收集大量的电子空穴对，这也就是新电池转化效率偏低的主要原因。虽然现在看起来，让这么多自由电子白白溜走显得过于奢侈，但如此高的外量子效率还是让我们备受鼓舞——一旦突破电子空穴对收集的技术瓶颈，太阳能电池的发展将会翻开全新一页!

滨松公司利用独有的设计技术，并采用以最新制造技术新研发出的2D CMOS图像传感器，成功研制出拥有0.27e rms的极致低噪声，且具备940万像素（4.6 μm像素尺寸）的超高分辨科研级相机“ORCAⓇ-Quest qCMOSTM C15550-20UP”。由于光电信号转换时的噪声是决定相机检测极限的重要因素，我们通过将噪声抑制到低于光的最小单位光子（光粒），在世界上首次实现了光子数的准确测量，并对所测到的2D光子数进行成像。这将使我们能够更准确地观察离子和中性原子等的量子状态，有望促进以量子计算机（*）等其他量子技术的研究和开发。本产品将于2021年5月20日（星期四）正式上市。※量子计算机:作为量子的离子和中性原子等可处于“即是1又是0”的重叠状态。利用这种特性可以进行并行处理，是一种有望解决目前在时间和规模维度上无法解决问题的计算机。ORCAⓇ-Quest qCMOSTM 相机 C15550-20UP产品概要该产品采用了新研发的高性能2D CMOS图像传感器，是世界上首台实现光子定量的科研级相机。 滨松公司一直从事研发，生产和销售用于微弱荧光，发光现象成像应用的低噪声科研级相机。这次利用滨松独有的设计技术，优化像素结构的设计，并利用先进的精密半导体制造技术，开发了世界首个具有极致低噪声，且高像素数，高分辨率，并可实现高速读取的2D CMOS图像传感器。此外，利用长年积累的低噪声相机电路设计技术，高精度探测器冷却技术，独有的信号处理技术，有效抑制了2D CMOS图像传感器各像素出现的不均匀现象。由此，我们成功地开发了世界首台可实现光子定量，且可获得高可靠性测定结果，有助于推动科学的进步以及未知领域研发的科研级相机。本产品通过对来自离子，中性原子等的光量进行定量成像，可以准确观察其量子状态，有望加速量子计算机为代表的各种量子技术的研究和开发。此外，由于它可以在宽广视场中对极弱的光现象进行成像，也预计有望应用于天文和生命科学领域。今后，我们将面向国内外大学和企业的研究人员进行销售，并在多个领域中开拓2D光子数识别测量的新应用。发射荧光的中性原子（左）和猎户座大星云（右）的成像图像产品特点1、采用新研发的高性能2D CMOS图像传感器利用滨松独有的设计技术和最新的制造技术，成功研发了世界首个具有极致低噪声的2D CMOS图像传感器。此外，采用沟槽结构，将2D CMOS图像传感器的像素一个一个地隔开，减少像素之间的串扰，且通过背照模式同时实现了高量子效率和高分辨率。再有，在具有940万像素的高像素的同时，其信号的读取速度从原来的约27百万像素每秒到约47百万像素每秒，提高了约1.7倍。2、世界上首台实现2D光子数识别测量的相机利用滨松长年积累的相机低噪声电路设计技术，高精度传感器冷却技术和独有的信号处理技术，通过抑制每个像素的电特性变动，最大限度发挥了2D CMOS图像传感器的性能。 以上种种，我们成功研发了世界首台用于2D光子数识别测量，实现噪音为传统产品约三分之一，仅0.27e rms的极致低噪声科研级相机。研发背景滨松公司自1980年以来一直研发，生产并销售低噪声的科研级相机。目前为生命科学等学术领域以及工厂自动化领域等需要对极弱荧光和发光现象进行成像技术的各种场景提供产品。为满足市场对进一步降低噪声的要求，我们致力研发具备极致的低噪声，并实现了2D光子数字计测的科研级相机。主要规格

当人类利用CCD、EMCCD、sCMOS等多种高灵敏光电成像技术向微观、弱光科学成像发起挑战的时候，模拟世界里的不安分因素----"噪声"渐渐成为人们前进的巨大障碍。如何将光子信号从噪声中提取出来，开发出具有卓越信号噪声比的科学相机一直是整个科学界津津乐道的话题。 2017年11月9日，鑫图光电正式对外宣布，已成功创造出一款超级信噪比科学相机Dhyana 400BSI。 实验数据解析超级信噪比的现实意义在目前火热的超高分辨率显微成像研究中，打破分辨率极限是核心问题。我们采用分光比为1:1的STORM超高分辨率成像系统做了一组生物样品的比较试验，曝光时间为10毫秒，分别采集10000张图像重建，进行半峰宽（分辨率极限）的统计分析。图（a）和（b）为采用Dhyana400BSI得到的超分辨结果；图（c）和（d）为典型的82%QE的第三代sCMOS相机得到的超分辨结果； 半高全宽（FWHM）越小，表示分辨率越高。从图中可以看出，在STORM超分辨成像中，Dhyana400BSI分辨率达到了40纳米，而第三代sCMOS相机只能达到47纳米分辨率。Dhyana400BSI将STORM超高分辨率显微镜的分辨能力推进了7纳米！因此，400BSI更优的信噪比就能大幅提升弱光信号的定位精度和分辨力水平。 超级信噪比是如何实现的？就Dhyana400BSI相机为何能实现超级信噪比的问题，鑫图科学相机事业部产品经理赵泽宇博士透露：&ldquo 我们采用三种创新的核心技术。首先，由鑫图率先引入的背照式sCMOS技术创造了95%量子效率，使光子到电子的效率转较前一代产品提升了15%；其次，我们找到了sCMOS芯片内源性的噪声的相关双采样办法，将读出噪声水平下降了30%；更重要的是，对严谨的科学成像，我们并未采用会引入量化噪声的2D降噪算法，而是创新地通过一系列信号增强算法将信号强度提升了75%。三种创新技术的结合，就诞生了具有超级信噪比的Dhyana 400BSI（简称400BSI）。 下图为微球荧光成像的实验和数据结果，显示了通过创新的信号增强算法，在不引入量化噪声情况下，信噪比就获得了75%的提升。 福州鑫图光电有限公司是中国最早从事sCMOS相机开发的公司，Dhyana系列是中国开发的为数不多的世界领先科技之一, 在生命科学、化学实验室、空间物理、天文观测等领域都有广泛应用。此次发布的 400BSI，集合了鑫图近年来在sCMOS技术开发上的众多优秀成果，在灵敏度、分辨率和速度等三个核心指标上均实现了对现有背照式sCMOS科学相机的全面超越，将全面助力中国前沿科学研究不断发展进步！

为了测量光电二极管或太阳能电池等设备的量子效率，通常需要测量响应不同波长的入射光子而产生的电子或载流子的数量。此过程涉及将设备的输出（如光电流）与撞击设备的已知光子数量进行比较。使用专用设备和受控照明条件来确保在不同波长的光下进行准确测量。然后将量子效率计算为比率或百分比，以量化设备将光转换为电信号的效率。量子效率（QE）测量系统的PD-QE光路设计。以下是该系统如何工作的分步说明：灯系统：这是系统的光源。它发出的光直接射向单色仪。斩波器：斩波器周期性地中断光束。这种调制可以区分光源信号和环境光信号，从而提高测量精度。单色器：单色器将光分散成其组成波长，类似于棱镜，并选择窄带波长通过。滤光轮：位于单色仪之后，可用于进一步细化到达样品的光的波长或强度。光圈：光圈调整光束直径，控制穿过样品的光量。镜头：镜头将选定的光聚焦到样品或光电探测器上。参考电池：用于通过提供可比较样品 QE 的已知标准来校准系统。样品：这是正在测试 QE 的光电探测器或太阳能电池。它吸收光线并产生光电流，其大小用于计算其 QE。在 QE 测量系统中，光源的准确度和精度、单色仪选择正确波长的能力以及检测器的稳定性至关重要。光路设计对于确保光有效、精确地传递到样品以进行准确测量至关重要。光伏检测请搜寻光焱科技

2018年11月1日，滨松全球同步发布了一款最新的高速、高灵敏、定量sCMOS相机——ORCA-Fusion。冠以了“ORCA”的名号，当然也继承了家族的优良“基因”。承袭前辈ORCA-Flash 4.0，ORCA-Fusion拥有着一如既往的高帧速： 100帧/秒 @470万像素 89.1帧/秒 @530万像素 此外，最为突出的，则是此次在ORCA-Fusion上得以大幅提升的信噪比： 最低0.7e(rms)读出噪声 QE/读出噪声比值高至1.14如何炼成优秀的图像质量？ 图像质量是成像中的一个核心关注点，可以通过两个概念予以评价——分辨率和信噪比。ORCA-Fusion具有530万像素（2304x2304），配合6.5um的像素尺寸，可以提供非常出色的分辨率。而信噪比方面要怎样做到提升呢？ 关于相机成像的信噪比，主要与4个因素相关： （1）样品信号的强度和显微镜物镜等光学系统对信号的收集能力； （2）曝光时间，一般而言，延长曝光时间会带来信噪比的上升，但会牺牲帧速； （3）量子效率； （4）读出噪声。从相机的角度，量子效率与读出噪声分别对应了信号与噪声，其比值越高，信噪比也就越高。完美的定量相机（Quantitative Camera）一直是滨松孜孜不倦追求的方向，而信噪比的不断提升则是其中的核心——在保证高量子效率的同时，ORCA-Fusion在噪声控制上精耕细作，将读出噪声降低至0.7e rms/0.6e median这样的水平，使得QE/读出噪声比值提升至1.33。这也使得ORCA-Fusion一经面世，就超过之前所有的sCMOS相机前辈，一跃领先。而不同于许多同类产品降低帧速以保障信噪比的做法，滨松不仅做到了行业巅峰的信噪比，在速度上也绝不妥协，ORCA-Fusion的像素读出频率高达470MHz，在2304x2048（470万像素）这样的分辨率下能够做到100帧/秒，选择合适大小的ROI甚至能将帧速提升至41000帧/秒。 以下为新鲜出炉的样片：继续定义“高帧速” 除了信噪比，帧速在许多成像应用（如lightsheet）中也至关重要。上文提到了，ORCA-Fusion作为滨松系列科研相机ORCA家族的新成员，继承了优良“基因”，维持令业界欣羡的高帧速特性。 像素读出速度（即全幅帧速 x 像素数目）高达470MHz，相对CCD相机时代常见的20MHz自然不能同日而语，即使是比主流高端sCMOS相机的420MHz（100帧/秒 @ 2048x2048）也提升了12%。 ORCA-Fusion的全幅帧速为89.1帧/秒 @ 2304x2304；选取合适的ROI（如2304x2048）时能够获得更高的帧速（如100帧/秒）。另外由于Fusion本身具有的高速性能，彻底摒弃了传统sCMOS从两边读出的方式，改掉了ROI开窗位置不同帧速就不同的老毛病，率先做到了“从一而终”的读出方式。一方面，实现了任意位置取相同大小的ROI，帧速均相同；另一方面，大大提高了Lightsheet模式的读出速度。 高分辨率，看清更深处的细节 以上这张图就出自ORCA-fusion，在分辨率提升至2304×2304（530万像素）后，图像变得更加清晰，细节也得以更好的体现。 我们再来看看下面的图片，对同样视野大小拍摄的荧光小球，放大后可以看到更突出的细节，比市面上的背照式sCMOS相机清晰度高出一倍。此外，ORCA-fusion还在一些细节上进行了完善。如为更加方便支撑结构的使用和设计，整体机身的重量降至了1.2kg。

提高光电二极管的量子效率 (QE) 可以通过多种方法实现：优化材料特性：选择吸收系数较高的材料可以增强光子吸收，从而提高QE。表面钝化：最大限度地减少表面缺陷和复合中心可以减少电子空穴对复合，从而提高 QE。抗反射涂层：应用减少反射的涂层可以增加进入光电二极管的光子数量，从而增强 QE。器件几何优化：设计具有最佳厚度和几何形状的光电二极管可以提高光吸收和载流子收集效率。增强光捕获：在光电二极管内采用捕获光的结构或技术可以增加与光子的相互作用长度，从而提高 QE。这些方法中的每一种都针对光电二极管操作的不同方面，以最大限度地提高其将光转换为电信号的效率。图 抗反射 (AR) 涂层对不同波长范围内光电二极管的量子效率 (QE) 的积极影响。QE 以百分比形式测量，表示光电二极管将入射光子转换为电流的效率。不同的曲线代表具有不同结构或材料的光电二极管，它们吸收不同波长范围的光。从图中可以明显看出，增透膜的应用增强了所有三种类型光电二极管的 QE。涂层减少了表面的光子反射，允许更多的光被吸收并转化为电信号，从而直接提高 QE。当具有增透膜的曲线与没有增透膜的曲线相比达到更高的百分比值时，这一点尤其明显。光伏检测请搜寻光焱科技

本文将为您介绍何谓量子效率光谱，以及CIS影像晶片常见的4种制程缺陷。SG-A_CMOS 商用级图像传感器测试仪相较于传统光学检测设备可以提供更精细的缺陷检测资讯，有助于使用者全面了解CIS影像晶片的性能表现。量子效率光谱是CIS影像晶片的关键参数之一，可以反映CIS影像晶片对不同波长下的感光能力，进而影响影像的成像质量。1. 什么是CIS影像晶片的量子效率光谱？CIS影像晶片的量子效率光谱是指在不同波长下，CIS晶片对光的响应效率。物理上，光子的能量与其波长成反比，因此，不同波长的光子对CIS影像晶片产生的响应效率也不同。量子效率光谱可以反映传感器在不同波长下的响应能力，帮助人们理解传感器的灵敏度和色彩还原能力等特性。通常，传感器的量子效率光谱会在可见光波段范围内呈现出不同的特征，如波峰和波谷，这些特征也直接影响着传感器的成像质量。2. Quantum Efficiency Spectrum 量子效率光谱可以解析CIS影像晶片内部的缺陷，常见的有下四种：BSI processing designOptical Crosstalk inspectionColor filter quality and performanceSi wafer THK condition in BSI processing3. 透过量子效率光谱解析常见的4种制程缺陷A. 什么是BSI制程？(1) BSI的运作方式BSI全名是Back-Side Illumination．是指"背照式"影像传感器的制造工艺，它相对于传统的"正面照射"(FSI, Front-Side Illumination)影像传感器，能够提高影像传感器的光学性能，特别是在各波长的感光效率的大幅提升。在BSI制程中，像素置于矽基板的背面，光通过矽基板进入感光像素，减少了前面的传输层和金属线路的干扰，提高了光的利用率和绕射效应，进而提高了影像传感器的解析度和灵敏度。(2) 传统的"正面照射"(FSI, Front-Side Illumination)图像传感器的工作方式FSI 是一种传统的图像传感器制程技术,光线透过透镜后,从图像传感器的正面照射到图像传感器的感光面,因此需要在感光面(黄色方框, Silicon)的上方放置一些电路和金属线,这些元件会遮挡一部分光线,降低图像传感器的光量利用率,影响图像的品质。相对地,BSI 技术是在感光面的背面,也就是基板反面制作出感光元件,让光线可以直接进入到感光面,这样就可以最大限度地提高光量利用率,提高图像的品质,并且不需要额外的电路和金属线的遮挡,因此也可以实现更高的像素密度和更快的图像读取速度。(3) 为什么BSI工艺重要?BSI工艺是重要的制造技术之一,可以大幅提升CIS图像传感器的感光度和量子效率,因此对于低光照环境下的图像采集有很大的帮助。BSI工艺还可以提高图像传感器的分辨率、动态范围和信噪比等性能,使得图像质量更加优良。由于现今图像应用日益广泛,对图像质量和性能要求也越来越高,因此BSI工艺在现代图像传感器的制造中扮演着重要的角色。目前,BSI 技术已成为图像传感器的主流工艺技术之一,被广泛应用于各种高阶图像产品中。(4) 量子效率光谱如何评估BSI工艺的好坏如前述,在CIS图像芯片的制造过程中,不同波长的光子对于图像芯片的感光能力有所不同。因此,量子效率光谱是一种可以检测图像芯片感光能力的方法。利用量子效率光谱,可以评估BSI工艺的好坏。Example-1如图,TSMC使用量子效率光谱分析了前照式FSI和背照式BSI两种工艺对RGB三原色的像素感光表现的差异。结果表明,BSI工艺可以大幅提高像素的感光度,将原本FSI的40%左右提高到将近60%的量子效率。上图 TSMC利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum(量子效率光谱)分析1.75μm的前照式FSI与背照式BSI两种工艺对RGB三原色的像素在不同波长下的感光表现差异。由量子效率光谱的结果显示,BSI工艺可以大幅提升像素的感光度,将原本FSI的40%左右提高到将近60%的量子效率。(Reference: tsmc CIS)。量子效率光谱的分析可以帮助工程师判断不同工艺对感光能力的影响,并且确定BSI工艺的优势。(5) 利用量子效率光谱分析不同BSI工艺工艺对CIS图像芯片感光能力的影响Example-2 如上图。Omnivision 采用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum量子效率光谱分析采用TSMC 65nm工艺进行量产时,不同工艺工艺,对CIS图像芯片感光能力的影响。在1.4um像素尺寸使用BSI-1工艺与BSI-2的量子效率光谱比较下,可以显著的判断,BSI-2的量子效率较BSI-1有着将近10%的量子效率提升。代表着BSI-2的工艺可以让CIS图像芯片内部绝对感光能力可以提升10%((a)表)。此外,量子效率光谱是优化CIS图像芯片制造的重要工具。例如,在将BSI-2用于1.1um像素的工艺中,与1.4um像素的比较表明,在蓝光像素方面,BSI-2可以提供更高的感光效率,而在绿光和红光像素的感光能力方面,BSI-2的效果与1.4um像素相似。另外,Omnivision也利用量子效率光谱分析了TSMC 65nm工艺中不同BSI工艺工艺对CIS图像芯片感光能力的影响,发现BSI-2可以提高近10%的量子效率,从而使CIS图像芯片的感光能力提高10%。将BSI-2工艺用于1.1um像素的制造,并以量子效率光谱比较1.4um和1.1um像素。结果显示,使用BSI-2工艺的1.1um像素,在蓝色像素方面具有更高的感光效率,而在绿色和红色像素的感光能力方面与1.4um像素相近。这个结果显示,BSI-2工艺可以在保持像素尺寸的前提下提高CIS图像芯片的感光能力,进而提高图像质量。因此,利用量子效率光谱比较不同工艺工艺对CIS图像芯片的影响,可以为CIS制造优化提供重要参考。上图 Omnivision采用了Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum量子效率光谱,以分析TSMC 65nm工艺在量产时,不同工艺工艺对CIS图像芯片感光能力的影响。通过这种光谱分析技术,Omnivision能够精确地判断不同工艺工艺所产生的量子效率差异,并进一步分析出如何优化CIS图像芯片的感光能力。因此,Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum量子效率光谱分析是CIS工艺中一项重要的技术,可用于协助提高CIS图像芯片的质量和性能。(Reference: Omnivision BSI Technology.)B. Optical Crosstalk Inspection(1) 什么是Optical Crosstalk?CIS的optical cross-talk是指光线在图像芯片中行进时,由于折射、反射等原因,导致相邻像素之间的光相互干扰而产生的一种影响。(2) 为什么Optical Crosstalk的检测重要?在CIS图像芯片中,optical crosstalk是一个重要的问题,因为它会影响图像的品质和精度。optical crosstalk是由于像素之间的光学相互作用而产生的,导致相邻像素的光信号互相干扰,进而影响到像素之间的区别度和对比度。因此,降低optical cross-talk是提高CIS图像芯片品质的重要目标之一。(3) 如何利用QE光谱来检测CIS 的Crosstalk?量子效率(QE)光谱可用于检测CMOS图像传感器(CIS)的串音问题。通过测量CIS在不同波长下的QE,可以检测CIS中是否存在串音问题。当CIS中存在串音问题时,在某些波长下可能会观察到QE异常。在这种情况下,可以采取相应的措施来降低串音,例如优化CIS设计或改进工艺。缩小像素尺寸对于高分辨率成像和量子图像传感器是绝对必要的。如上图,TSMC利用45nm 先进CMOS工艺,来制作0.9um 像素用于堆叠式CIS。而optical crosstalk光学串扰对于SNR与成像品质有着显著的影响。因此,TSMC采用了一种像素工艺,来改善这种optical crosstalk光学串扰。结构如下图。结构(a)是控制像素。光的路径线为ML(Microlens)、CF (Color Filter)、PD(Photodiode, 感光层)。而在optical crosstalk影响的示意图,如绿色线的轨迹。光子由相邻的像素单元进入后,因为多层结构的折射,入射到中间的PD感光区,造成串扰讯号。TSMC设计结构(b) “深沟槽隔离(DTI)" 技术是为了在不牺牲并行暗性能的情况下抑制光学串扰。由(b)可以发现,DTI所形成的沟槽可以隔离原本会产生光学串扰的光子入射到中间的感光Photodiode区,抑制了串扰并提高了SNR。像素的横截面示意图 (a) 控制像素 (b)串扰改善像素。Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum of two different structure CISs. 在该图中,展示了0.9um像素的量子效率光谱,其中虚线代表控制的0.9um像素(a),实线代表改进的0.9um像素(b)。由于栅格结构的光学孔径面积略微变小,因此光学串扰得到了极大的抑制。光学串扰抑制的直接证据,在量子效率光谱上得到体现。图中三个黄色箭头指出了R、G、B通道的串扰抑制证据。蓝光通道和红光通道反应略微下降,但是通过新开发的颜色滤光片材料,绿光通道的量子效率得到了提升。利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum技术可以直接证明光学串扰的抑制现象。对于不同的CIS图像芯片,可以通过量子效率光谱测试来比较它们在不同波长下的量子效率响应,进而分辨optical crosstalk是否得到抑制。上图展示了0.9um像素的量子效率光谱,其中虚线代表控制的0.9um像素(a),实线代表改进的0.9um像素(b)。由于栅格结构的光学孔径面积略微变小,因此光学串扰得到了极大的抑制。光学串扰抑制的直接证据,在量子效率光谱上得到体现。图中三个黄色箭头指出了R、G、B通道的串扰抑制证据。C. Color filter quality inspection(1) 什么是CIS 的Color filter？CIS的Color filter是一种用于CIS图像芯片的光学滤光片。它被用于调整图像传感器中各个像素的光谱响应,以便使得CIS图像芯片可以感测和分离不同颜色的光,并将其转换为数字信号。Color filter通常包括红、绿、蓝三种基本的色彩滤光片。而对于各种不同filter排列而成的color filter array (CFA),可以参考下面的资料。最常见的CFA就是Bayer filter的排列,也就是每个单元会有一个B、一个R、与两个G的filter排列。Color filter在CIS图像芯片中扮演着非常重要的角色,其质量直接影响着图像的色彩再现效果。为了确保Color filter的性能符合设计要求,需要进行精确的光谱分析和质量检测。透过率光谱可以评估不同Color filter的光学性能 量子效率光谱可以检测Color filter与光电二极管的匹配程度。只有通过严格的质量检测,才能保证CIS芯片输出优质的图像。图 Color filter 如何组合在“Pixel"传感器中。一个像素单位会是由Micro Lens + CFA + Photodiode等三个主要部件构成。Color filter的主要作用是将入射的白光分解成不同的色光,并且选择性地遮挡某些色光,从而实现对不同波长光的选择性感光。(2) 为什么Color filter的检测重要?在CIS图像芯片中,每个像素上都会有一个color filter,用来选择性地感光RGB三种颜色的光线,从而实现对彩色图像的捕捉和处理。如果color filter的性能不好,会影响像素的感光度和光谱响应,进而影响图像的品质和精度。因此,优化color filter的性能对于提高CIS图像芯片的品质至关重要。Color filter 的检测是十分重要的,因为color filter 的品质和稳定性会直接影响到CIS 图像芯片的色彩精确度和对比度,进而影响整个图像的品质和清晰度。如果color filter 存在缺陷或不均匀的情况,就会导致图像中某些颜色的偏移、失真、色彩不均等问题。因此,对color filter 进行严格的检测,可以帮助制造商确保其性能和品质符合设计要求,从而提高CIS 图像芯片的生产效率和产品的可靠性。(3) 如何利用QE光谱来检测CIS 的Color filter quality?CIS的Color filter通常是由一种称为“有机色料"(organic dyes or pigments)的物质制成,这些有机色料能够选择性地吸收特定波长的光,以产生所需的颜色滤波效果。这些有机色料通常是透过涂布技术将它们沉积在玻璃或硅基板上形成彩色滤光片。量子效率(QE)光谱可以测量CIS在不同波长下的感光度,从而确定Color filter的品质和性能。正常情况下,Color filter应该能够适当地分离不同波长的光,并且在光学过程中产生较小的串扰。因此,如果在特定波长下的量子效率比预期值低,可能是由于Color filter的品质或性能问题引起的。通过对量子效率 (QE)光谱的分析,可以确定Color filter的性能是否符合设计要求,并提前进行相应的调整和优化。TSMC利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum晶片级量子效率光谱技术,对不同的绿色滤光片材料进行检测,以评估其对CIS图像芯片的感光能力和光学串扰的影响。如上图,TSMC的CIS工艺流程利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum的光谱技术,针对不同的绿色滤光片材料进行检测,以评估其对CIS图像芯片的感光能力和光学串扰的影响。晶圆级量子效率光谱显示了三种不同Color filter材料(Green_1, Green_2和Green_3)的特性。透过比较这三种材料,可以发现:(1) 主要绿色峰值位置偏移至550nm(2) 绿光和蓝光通道的optical crosstalk现象显著降低(3) 绿光和红光通道的optical crosstalk现象显著增加。通过对量子效率(QE)光谱的分析,可以确定Color filter的性能是否符合设计要求,并提前进行相应的调整和优化。以确保滤光片材料的特性符合设计要求,并且保证图像的品质和精度,提高CIS图像芯片的可靠性和稳定性。D. Si 晶圆厚度控制(1) 什么是Si 晶圆厚度控制?当我们在制造BSI CIS图像芯片时,需要使用一种称为"减薄(thin down)"的工艺来将晶圆变得更薄。这减薄后的晶圆厚度会直接影响CIS芯片的感光度,因此晶圆的厚度对图像芯片的感光性能和质量都有很大的影响。为了确保图像芯片能够正常工作,我们需要使用"Si 晶圆厚度控制"工艺来精确地控制晶圆的厚度。这样可以确保我们减薄出来的晶圆厚度能够符合设计要求,同时也可以提高图像芯片的产品良率。BSI的流程图。采用BSI工艺的CIS图像芯片,会有一道重要的工艺“减薄"(Thin down), 也就是将晶圆的厚度减少到一定的程度。(2) Si 晶圆厚度控制工艺监控中的量子效率检测非常重要在制造CIS芯片时,Si 晶圆厚度控制工艺的控制对于芯片的感光度有着直接的影响。这种影响可以透过量子效率光谱来观察,确保减薄后的CIS芯片拥有相当的光电转换量子效率。减薄后的晶圆会有一个最佳的厚度值,可以确保CIS芯片拥有最佳的光电转换量子效率。使用450nm、530nm和600nm三种波长,可以测试红色、绿色和蓝色通道的量子效率。实验结果显示了不同减薄厚度的CIS在蓝光、绿光、红光通道的量子效率值的变化。减薄厚度的偏差会对CIS的感光度产生直接的影响,进而影响量子效率的值。因此,量子效率的检测对于Si 晶圆厚度控制工艺的监控至关重要,以确保制造的CIS芯片具有稳定和一致的质量。下图显示了在不同减薄厚度下CIS图像芯片在蓝、绿、红三个光通道的量子效率值变化。蓝光通道的量子效率值是利用450nm波长测量的,当减薄后的厚度比标准厚度多0.3um时,其量子效率值会由52%下降至49% 当减薄后的厚度比标准厚度少0.3um时,蓝光通道的量子效率只略微低于52%。红光通道的量子效率值是利用600nm波长测量的,发现红光通道的表现在不同厚度下与蓝光通道相反,当减薄后的厚度比标准厚度少0.3um时,红光通道的量子效率显著地由44%下降至41%。在较厚的条件(+0.3um)下,红光通道的量子效率并没有显著的变化。绿光通道的量子效率值是以530nm波长测量的,在三种厚度条件下(STD THK ± 0.3um),绿光通道的量子效率没有显著的变化。利用不同的Si晶圆厚度(THK)对CIS图像芯片的量子效率进行测试,测试波长分别为600nm、530nm和450nm,并且针对红色、绿色和蓝色通道的量子效率进行评估。结果显示,在绿光通道方面,Si晶圆厚度的变化在±0.3um范围内,530nm波段的量子效率并未有明显变化。但是,在红光通道方面,随着Si晶圆厚度的下降,量子效率会有显著的下降。而在蓝光通道450nm的情况下,量子效率会随着Si晶圆厚度的下降而有显著的下降。这些结果表明,Si晶圆厚度对于CIS图像芯片的量子效率有重要的影响,且不同通道的影响程度不同。因此,在制造CIS图像芯片时需要精确地控制Si晶圆厚度,以确保产品的质量和性能。

作为全球光学光谱仪器的者，HORIBA Scientific非常自豪地宣布已研发出QExtra量子效率提升新技术，它运用了多层抗反射镀膜技术，在非常宽的光谱范围能够大地提高背照射CCD（BIDDs）的量子效率，同时还拥有强的抑制Etaloning效应的能力。 QExtra技术非常有助于进行从紫外到近红外波长的光谱测量实验，它能够探测300nm~1000nm波长范围内其微弱的光信号，量子效率高超过90%。此外，QExtra技术还能够显著抑制科研级背减薄硅基CCD在大于750nm近红外波段时产生的Etaloning效应。 据HORIBA Scientific光学光谱部经理Eric Teboul介绍，&ldquo QExtra技术可提供高的量子效率，它超越了普通背照射深耗尽探测器，这对于那些想在宽光谱范围保持高量子效率的实验非常重要。此外，将高灵敏度的QExtra技术与HORIBA Scientific高性能科研级探测器结合，使得我们提供的BIDDs成为微弱发光、荧光和拉曼光谱测量科研级探测器的理想选择。&rdquo HORIBA Scientific可为QExtra技术提供液氮制冷（低至-130℃）的低噪声Symphony II CCD探测器和热电制冷的Synapse CCD探测器。 如需更多信息，请点击这里

想了解更多滨松新品sCMOS相机？双色同步成像案例精彩如何？显微成像大赛奖项花落谁家？赶快报名滨松中国第六届显微成像网络技术交流会吧！更有幸运礼品，等待您的到来！ 时间：2015年10月9日 14:00-15:45报名需知：点击报名点击报名入口进入留言界面，填写个人信息，并标注“参加相机网络技术交流会”或发送姓名、公司单位、邮箱、联系电话至：hpc@hamamtsu.com.cn 并注明网络会报名本次会议将在专门的网络会议室举办。参会者只需要一台联网的电脑，和一个耳麦（如有音频交流需要，可准备）便可参会。会前，我们将向报名参会的人员发送网络会议室入口，敬请关注。主讲人：滨松中国市场部应用工程师 郑一哲博士现为滨松中国科学级相机高级应用工程师，负责滨松科学级相机在生物科研以及相关工业应用相机产品的应用技术支持及市场工作。 会议议程：14：00-14：45 滨松2015科研级相机新品介绍：80%QE的高灵敏度sCMOS相机等多款新品14：45-15：15 双色同步成像的应用及滨松解决方案15：15-15：45 第二届滨松中国显微成像大赛作品展及颁示奖内容简介： 2015年，滨松不仅为ORCA-Flash 4.0 LT sCMOS相机增加了适合双色同步成像的W-View读出模式；还大幅提升了旗舰产品Flash 4.0的灵敏度，大于80%的量子效率配合低至0.8个电子的超低读出噪音，Flash 4.0的成像信噪比将带来sCMOS行业跨越式地进步。在此次网络技术交流会中，我们将就新产品及升级的详细信息进行分享。滨松新品sCMOS ORCA-Flash4.0相机现已面世此外，我们将为参会者分享双色同步成像的多个精彩案例，呈现滨松科研相机及相关附件的整体解决方案。而今年举行的滨松第二届显微成像大赛届时也已落下帷幕，通过几轮投票角逐，各项大奖最终会花落谁家？结果亦在本次网络技术交流会中见分晓。

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为了将在中国仪器市场上推出的、创新性比较突出的国内外仪器产品全面、公正、客观地展现给广大的国内用户，同时，鼓励各仪器厂商积极创新、推出满足中国用户需求的仪器新品，仪器信息网自2006年发起“优秀新品”评选活动，至今已成功举办十六届。发展至今，该奖项也成为了国内外科学仪器行业最权威的奖项之一，获奖名单被多个政府部门采信。2022年度“优秀新品”评选活动正在进行中，2022下半年入围名单已公布（详情链接）。值此之际，一起再来回顾下往届年度优秀新品奖获得者们吧！ 本期带您回顾的是2021年度“优秀新品”获奖产品：滨松 C15550-20UP ORCA-Quest qCMOS相机。2021年度共有711台仪器参与“优秀新品”奖项评选，在“技术评审委员会主席团”的监督下，经仪器信息网“专业编辑团”初审、“网络评审团”评审、“技术评审委员会”终审，确定12台仪器获奖。其中，滨松 C15550-20UP ORCA-Quest qCMOS相机脱颖而出。滨松 C15550-20UP ORCA-Quest qCMOS相机介绍：C15550-20UP是一款采用qCMOS图像传感器的科研相机，能够使用新开发的专用技术解析光电子的数量，这些特点使得其在定量成像方面有着无可比拟的效果，可应用于离子阱、量子点成像、冷原子、单分子测幅成像等多个领域。ORCA-Quest qCMOS相机特点如下：（1）极低的噪音表现ORCA-Quest qCMOS相机已针对传感器的各个方面（从结构到电子器件）进行了设计和优化，其读出噪声已经最低可达0.27个电子。（2）实现光子数解析（PNR）输出 ORCA-Quest qCMOS相机使用先进的摄像头技术对光电子进行计数，并提供0.27电子rms的超低读出噪声。随着温度和时间变化，其性能依然保持稳定，并且对每个像素值进行单独校准和实时校正。（3）采用背照式结构，具有高分辨率 ORCA-Quest qCMOS相机的传感器具有背照式结构，可实现高量子效率，并且通过沟槽式结构，每个沟槽内只放一个像素，从而来减少串扰。（4）实现大像素和高速读出 ORCA-Quest qCMOS相机不仅可以获取PC级图像，还可以获取9.4兆像素的光子数解析图像。此外，其能够以约47兆像素/秒的速度实现光子数解析成像。滨松科学仪器及学术领域负责人雷震发表获奖感言：

在科技的不断进步与创新中，像增强相机已成为众多科学问题探索过程中不可或缺的工具。像增强相机是一种利用像增强器对弱信号进行增益放大的特殊相机，它可以极大提高相机的成像灵敏度。但是由于像增强器中起增益放大作用的微通道板（MCP）会极大的限制相机的分辨率，因此，目前市面上的像增强相机空间分辨率一般低于30lp/mm，这大大限制了很多有着较高分辨率要求的应用场景。今天，我们自豪地宣布，中智科仪的最新力作——TRC428高分辨率像增强相机即将面世。这款革命性的产品将带来卓越的空间分辨率、出色的性能表现以及无与伦比的可靠性，将满足您对高分辨率需求的一切期待。TRC428 高分辨率像增强相机搭载了全新的图像传感器芯片，分辨率高达3200x2200，单像素尺寸4.5um，为用户提供了前所未有的图像质量和分辨率，同时，我们集成了新一代的高空间分辨率、高量子效率、低噪声像增强器，且成功突破了高分辨率CMOS相机与增强器实现光纤锥耦合工艺的技术壁垒。这一突破性的技术提升使得相机的整机空间分辨率高达45lp/mm以上，重新定义了像增强型相机成像分辨率的标准。TRC428高分辨率像增强相机具有特点及优势：高空间分辨率：TRC428高分辨率像增强相机采用新一代高空间分辨率像增强器，以及3200x2200高分辨率CMOS图像传感器，利用4um芯径光纤面板将二者进行光学耦合，借助先进的耦合工艺，整机空间分辨率优于40lp/mm，为用户提供了极致的图像分辨率，使您能够捕捉到每一个细微的细节。TRC411相机（左）和TRC428相机（右）空间分辨率测试对比超短光学快门：TRC428高分辨率像增强相机可实现低至500ps的光学快门，可以以皮秒精度捕捉瞬态现象，并大幅降低背景噪声；针对瞬态吸收荧光光谱应用场景，可以实现更高的时间分辨率；针对门控拉曼光谱采集应用场景，抑制荧光和背景光能力更加卓越。特别适用于各种时间分辨成像以及超快过程探测。500ps光学门宽高时间同步精度：TRC428高分辨率像增强相机内置10皮秒精度的3通道同步时序控制器，可以进行相机与外部设备的高精度延迟和同步，无需额外的同步触发设备即可轻松实现多台设备之间的精准同步控制；各个通道可独立控制同步信号脉宽及延时，延迟精度高达10皮秒，通道间同步时间抖动小于35ps（RMS）。10ps延时精度高快门重复频率：TRC428高分辨率像增强相机快门工作重复频率可高达500kHz，可以更高效的实现高频信号采集；且支持片上积分（IOC）模式，一次CMOS曝光时间内可以支持更多次的“Burst”累积，这在可重复的弱信号采集应用中可有效提高信噪比。在激光诱导荧光光谱采集应用场景下，可以同步更高频率的激发光源，提高光谱信号激发和采集效率；在量子关联成像应用场景下，更高的快门工作频率可以适应更高的光子发生率，从而获取更丰富的成像信息，更快实现关联成像。片上积分（IOC）模式工作示意图方便易用的软件：TRC428高分辨率像增强相机的控制与操作可以完全兼容SmartCapture软件，功能丰富，方便易操作。SmartCapture软件界面及功能特点高分辨率像增强相机的以上特点和优势除了在成像应用领域为用户带来革命性的应用体验外，在门控光谱仪系统中也将发挥重要的优势。众所周知，探测器的分辨率对于光谱采集系统的光谱分辨率至关重要，但是在一些与时间分辨相关的光谱以及极弱单光子光谱信号采集系统中，单色仪需要配置具有门控功能的像增强相机做为探测器，从而实现时间分辨光谱和极弱单光子光谱信号采集测量。但是，像增强相机的低空间分辨率会极大限制光谱分辨率，相对于普通探测器，配置门控型像增强相机做为探测器的光谱仪分辨率将会降低约1.5倍左右（经验值）。高分辨率像增强相机的问世将在一定程度上解决这一问题。我们将TRC428高分辨率像增强相机与MS5204i光谱仪集成，形成一套纳秒门控光谱仪，利用这套门纳秒控光谱仪进行了极限光谱分辨率测试，并与集成了标准像增强相机的纳秒门控光谱仪测试结果进行了对比：结果如下：TRC428高分辨像增强相机，分辨率26.73pm@546.075nmTRC411像增强相机，分辨率35.64pm@546.075nm集成了TRC428高分辨率像增强相机的纳秒门控光谱仪，极限光谱分辨率可达26.73pm；但集成TRC411标准像增强相机的纳秒门控光谱仪，采用同样的光谱仪设置，对同样的光谱信号进行采集，能够达到的极限光谱分辨率仅为35.64pm。其他更多波长的光谱分辨率对比如下所示（不同波长对应的增益有所不同）：波长（nm）253.652365.015404.656435.833546.075579.066TRC411相机35.10pm40.50pm39.96pm32.40pm35.64pm39.69pmTRC428相机24.57pm23.63pm23.31pm25.92pm26.73pm28.35pm由以上对比数据可以看出，使用TRC428高分辨率像增强相机做为探测器的纳秒门控光谱仪，相对于使用TRC411相机做为探测器的纳秒门控光谱仪，在光谱分辨率上有30%以上的提升。配合更长焦距的单色仪，预期光谱分辨率可提升至10pm以内，可应用于等离子光谱以及同位素光谱分析等超高精度要求的应用场景。TRC428高分辨率像增强相机的推出标志着中智科仪对高分辨率成像技术的持续投入和创新。我们相信，TRC428将成为像增强相机行业内的新标杆，为用户提供前所未有的视觉体验和应用价值。同时，TRC428高分辨率像增强相机的问世也证实了像增强相机的空间分辨率有进一步提升的空间，中智科仪将继续努力，持续研发，推动像增强相机的空间分辨率进一步提升。

“持续追求更优的设计，不断提高相机性能。”日前，我们的合作伙伴 greateyes 正式发布了用于 EUV、VUV、X 射线的全帧内真空 CCD 相机 LOTTE。greateyes 已经为客户成功定制了这样的内真空相机，并在今年的慕尼黑国际光博览会（LASER World of PHOTONICS）上向大家首次公开展示了 LOTTE：LOTTE覆盖5eV - 20keV的能量范围，采用封装式不锈钢外壳，超高真空兼容，低至10-9mbar；18 bit 的模数转换能够利用 CCD 传感器的全动态范围达到更高的信噪比。这款内真空 CCD 相机 LOTTE 集成了目前最前沿的低噪声电子系统和超低温制冷技术，深度制冷至 -100℃，低噪声使之成为极弱信号条件下的理想相机，将给光谱学和影像研究带来前所未有的可能性。特 点• 可至 -100 °C 的超低温半导体制冷系统 产生极低的暗电流来达到更佳检测极限• 千兆以太网 GigE 数据接口 您可选择本地或远程进行操作• 至 5MHz 的快速读取速度 高帧率搭配低噪声电子系统• 超高真空（UHV）兼容性 密封设计达到极低的材料释气率• 高达 98% 的量子效率 灵敏的传感器适合弱光应用• 灵活的软件选项 原装 Vision 软件或各类开发包 SDK极紫外、软 X 射线内真空 CCD 相机LOTTE-s 光谱系列型号参数典型应用▪ 极紫外光刻▪ 软 X 射线光谱▪ 等离子体发射光谱▪ 高次谐波（HHG）光谱▪ X 射线近边吸收精细结构光谱共振非弹性 X 射线散射量子效率极紫外、软 X 射线内真空 CCD 相机 LOTTE-i 成像系列型号参数典型应用▪ 极紫外光刻▪ X 射线层析成像/ 荧光成像▪ 傅立叶变换全息术▪ X 射线衍射▪ X 射线相衬成像▪ 掠入射小角 X 射线散射（GISAXS）量子效率灵活定制我们也可以根据客户的需求灵活定制您的专属相机！例如改变传感器的位置和倾角，修改相机尺寸及冷却系统等等，更多具体要求欢迎与我们交流。德国Greateyesgreateyes 开发、生产并销售高性能科学相机。其作为精确探测器，被广泛应用于成像与谱学应用领域。同时，greateyes 公司也生产用于太阳能产业的电致荧光与光致荧光检测系统。成立于 2007 年的greateyes，以德国柏林洪堡大学的技术为基础，迅速发展成为国际知名的先进探测器生产企业。如今，其科研与工业客户群体已遍布多个国家。 北京众星联恒科技有限公司作为 greateyes 公司中国区授权总代理商，为中国客户提供 greateyes 所有产品专业的售前咨询，销售及完整的售后服务。欢迎各位对 CCD 相机感兴趣的老师随时联系我们。

光致发光绝对量子效率测量是发光材料表征的重要手段；温度的变化对于表征材料的特殊应用有着重要的影响。2020年首发，东方科捷推出液氮低温量子效率（LN-QE）测试功能附件。 液氮环境下，发光分子被冷冻，发光会增强，特别对于磷光材料；某些磷光材料在室温下发光较弱，不利于光致发光量子效率的准确测量及数据对比，如果在液氮温度下就能很好解决这个问题。 其他特殊材料，比如AIE材料，如果进一步了解聚集导致的空间位阻形成的发光增强，可以对比分子冷冻位阻发光差异。延迟荧光材料，比如热延迟荧光材料，可以对照不同温度调节下的发光差异，结合荧光寿命数据，即可明确给出某些结论。 同理，如果材料发光既有荧光又有磷光，研究者关注磷光部分，希望通过材料设计及修饰提高磷光发光比重，那么，采用这套附件配合磷光光谱仪，即可获得液氮低温的磷光量子效率数据。 由于设计中包括液氮温度和积分球，当然，获得液氮低温下发光材料的吸收光谱，这也是值得兴奋的事情。通常发光材料吸收光谱，不能采用常用的紫外可见近红外分光光度计获得真实数据，我们通常是采用双单色仪（比如荧光光谱仪）同步扫描的方式获得。加上液氮温度和积分球，显然，固体材料的液氮温度下的漫反射吸收数据就垂手可得。 现有设备满足HORIBA荧光光谱仪配合需要，其他设备比如EDI，欢迎合作测试。

作者：Sophie编辑：Joanna对于太阳能转换器件和生物成像应用程序来说，使用发射近红外光、具有显著斯托克斯位移且再吸收损失小的材料非常重要。近期新加坡国立大学化学系便合成了这样一种新型材料——四元混合巨壳型量子点（InAs?In(Zn)P?ZnSe?ZnS）。这种新型量子点可以实现显著斯托克斯位移，且光致发光量子效率可达25%，非常适合应用于太阳能及生物领域。Tips: 斯托克斯位移是指荧光光谱较相应的吸收光谱红移（斯托克斯位移=发射波长-吸收波长）。斯托克斯位移越大，荧光太阳能光电转换效率越高。图片来源于网络 单锅连续注射&结构比例控制合成新型量子点的关键新加坡国立大学使用单锅连续注射的方法来合成该量子点。四元混合巨壳型量子点结构主要成分由内到外比例为1: 50: 37.5: 37.5合成过程分为4步，由内向外，依次为：1. 合成该量子点InAs内核2. 向InAs核反应容器中注射As前驱体溶液、醋酸锌和磷酸氢，完成第2层In(Zn)P壳层的合成3. 向反应体系注射Se前驱体溶液合成第3层ZnSe壳层4. 注射S前驱体溶液和醋酸锌完成ZnS壳层的合成四元混合巨壳型量子点合成过程图示合成过程中，研究人员会定时从反应容器中取出小部分溶液测量其紫外可见吸光度和光致发光特性来跟踪反应进程，并调整量子点间的结构比例。他们利用HORIBA高能量窄脉宽 Nanoled-440L皮秒脉冲激光光源对样品进行激发，在FluoroLog-3 荧光光谱仪上测试荧光寿命。在新的荧光光谱技术中，FluoroLog-3 系列荧光光谱仪配置CCD检测器新技术，实现快速动态荧光光谱检测，实现实时反应发光测试，分子相互作用的动态检测。新型量子点材料助力太阳能及生物应用用领域终合成的巨壳量子点，In(Zn)P壳层能够吸收400-780 nm的可见光，并将吸收后的能量传递到InAs内核，使其在873nm处发射，进而实现显著的斯托克斯位移和很小的吸收-发射光谱重叠；经统计计算，该量子点光致发光量子效率可达25%，这对于近红外发射器来说相当可观，且它在873nm的发射光与硅太阳能电池的光敏响应区匹配良好。并且这一新型量子点为可调色发光，不含有害金属。种种优点使得该量子点不仅非常适合应用于荧光太阳能领域用以提高光电转换效率；且在生物领域，该量子点也可作为荧光材料用于生物成像，给疾病的诊断和治疗带来巨大进步。该工作以“Large-Stokes-Shifted Infrared-Emitting InAs?In(Zn)P?ZnSe?ZnS Giant-Shell Quantum Dots by One-Pot Continuous-InjectionSynthesis”为题，发表于《Chemistry of Materials》。 HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术，旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。如今，HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的选择，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为全球用户提供更好的服务。

全新升级 greateyes CCD相机 2019年12月 全帧转移，深度制冷，高性能科研级CCD 相机全新平台出身于柏林的ELSE是德国greateyes公司最全新研发，应用于紫外-可见-近红外波段的光谱及影像相机。ELSE集成了目前最前沿的低噪声电子系统和超低温制冷技术，同时保持了紧凑小巧的设计。全新的设计允许从50kHz至4MHz灵活地选择所需读出速度。18-bit的模数转换能够利用CCD传感器的全动态范围，以达到更好表现和更高的信噪比。为匹配不同应用的需求，该相机包括多种类型的传感器可供用户选择。同时ELSE的低噪声使之成为极弱信号条件下所需的理想相机，它将给您的光谱学和影像研究带来前所未有的机遇。主要特点• 超低温半导体制冷系统产生极低的暗电流来达到更佳检测限• 严密的真空封装保护传感器且维护需求较低• 千兆以太网GigE 及 USB 3.0 数据接口您可选择本地或远程进行操作• 多种传感器类型不同尺寸均提供使用紫外，可见或近红外的镀膜• 高达 95% 的量子效率灵敏的传感器适合弱光应用• 用户可选择增益在最适合信噪比和动态范围间平衡传感器• 快速读取速度高帧率搭配低噪声电子系统• 灵活的软件选项原装 Vision 软件或各类开发包 SDK光谱应用成像应用ELSEsELSEi典型示例拉曼光谱近红外光谱荧光光谱吸收，透射及反射光谱活体荧光生物成像天文观测LIBS 光谱仪中子层析成像EL / PL 成像超冷量子研究典型型号ELSEsELSE 1024x128ELSE2048x512ELSE1024x256像素规格1024 × 1281024 × 2562048 × 512 感光区域26.6mm × 3.3 mm26.6 mm × 6.7 mm27.6 mm × 6.9 mm像素尺寸26 μm × 26 μm26 μm × 26 μm13.5 μm × 13.5 μmELSEi（图片为4096x4096）ELSE 1024 x1024ELSE 2048x2048ELSE 4096x4096像素规格1024 × 10242048 × 20484096 × 4096感光区域13.3 mm × 13.3 mm27.6 mm × 27.6 mm61.4 mm × 61.4 mm像素尺寸13 μm × 13 μm13.5 μm × 13.5 μm15 μm × 15 μm量子效率曲线德国Greateyesgreateyes开发、生产并销售高性能科学相机。其作为精确探测器，被广泛应用于成像与谱学应用领域。同时，greateyes公司也生产用于太阳能产业的电致荧光与光致荧光检测系统。成立于2008年的greateyes，以德国柏林洪堡大学的技术为基础，迅速发展成为国际知名的先进探测器生产企业。如今，其科研与工业客户群体已遍布多个国家。 北京众星联恒科技有限公司作为Greateyes公司中国区授权代理商，为中国客户提供Greateyes所有产品的售前咨询，销售及售后服务。我司始终致力于为广大科研用户提供专业的x射线产品及解决方案。

公司介绍：成立于2007年的greateyes，是以德国柏林洪堡大学的技术为基础，迅速发展成为国际知名的先进探测器生产企业。如今，其科研与工业客户群体已遍布多个国家。greateyes开发、生产并销售高性能科学相机。其作为精确探测器，被广泛应用于成像与谱学应用领域。同时，greateyes公司也生产用于太阳能产业的电致荧光与光致荧光检测系统。 产品介绍：greateyes基于独特的平台概念，提供用于紫外、可见和近红外的成像和光谱应用的大面阵相 机。深度冷却、高品质的CCD相机传感器具有超低噪声，可优化微弱信号的探测。采用不同的像素模式、传感技术以及传感涂层以满足不同需求的成像或光谱应用。全帧CCD传感器集成在真空密闭腔室里，拥有多级半导体冷却以及单一光学窗口。相机提供丰 富的功能，例如灵活的像素联用操作、不同的触发和同步模式、可调的软件基线、传感器和散 热系统的温度监控。 主要特点： 结构紧凑灵活的联用模式量子化效率高达98%满井容量高达700.000 eˉ深度制冷温度低至-100°C最小读出噪声低至3.5 eˉ18 bit 动态范围水冷和强制风冷性性能参数：典型应用：活体荧光生物成像天文观测LIBS 光谱仪中子层析成像EL / PL 成像超冷量子研究创新点：与上一代全帧CCD相机相比： - 新的ELSEs相机整体的电子学才用全新的设计的，读处噪声更低，由于的制冷温度从之前的-60° 提升到了-100° C。 - 新一代的ELSEi相机才用全新的工业外壳设计，不仅性能优越而且美观。 -才用千兆网和USB双数据结构，可以应用不用传输距离的需求。 Greateyes 全帧CCD相机 光谱系列

众所周知，现代生物医学成像的进步帮助医生在诊断和治疗上取得越来越大的突破，X光、计算机辅助断层摄影(computer aided tomographic，CT)、磁共振成像、核与超声波成像，生物医学成像技术越来越精细。因此，研究和诊断生物医学应用通常需要成像仪具备较高的空间分辨率、准确的色彩还原度以及弱光条件下较高的灵敏度，而且许多情况需要同时具备这三种因素，才能提高数据的可靠性。选择医学成像相机要考虑的因素选择合适的显微镜学相机、组织学相机、细胞学/细胞遗传学相机、落射荧光相机，对于临床应用进行正确诊断或在研究工作过程中提供可靠数据具有至关重要的作用。那么要如何判断机器视觉相机是否适合您的应用呢？你需要考虑这些因素：01分辨率与色彩精度现代生物医学成像相机所需的分辨率取决于样品中目标结构相对于相机像素大小的放大率，也就是说，显微镜应用的高分辨率可以通过2MP、25MP或介于这两者之间的相机来实现。它取决于光学元件对样品中目标结构进行的相对于相机像素大小的放大率，为了选出能实现所需分辨率的相机，首先要确定待解析样本中最小结构的尺寸，然后将其乘以光学系统中的镜头放大率，从而得出投射到相机传感器上的结构尺寸。如果结构的尺寸至少是相机传感器上像素的2.33（Nyquist）倍，那么相机可以解析此机构。例如，如果这些投射的结构尺寸是~8um，那么3.45um像素的相机可以解析这些结构。测量分辨率还可以用其他方法（如线对数），但上述方法可以通过简单计算，找到用于测试的相机的选项。组织学、细胞学和细胞遗传学等成像应用使用较大范围的白光（~400nm至700nm），或使用此范围内的选定波长（例如565nm）。如果这批样品中的样本不是活动的（即固定的），则可以暴露于亮光下，不会有污渍褪色或样品被杀死的风险。这种情况下，相机的主要要求是高分辨率和色彩还原度。反过来说，弱光灵敏度不是一个重要因素。02灵敏度、量子效率及动态范围对于活体样本的成像应用，面临的挑战是避免样本在太强光线下过度曝光，否则会使荧光分子褪色或杀死样本。这些应用通常使用一种称为落射荧光技术，落射荧光技术可用于固定样本和活体样本。有的标本很难获得或价格昂贵，而且制作样本的材料和人工费用很高。因此，能保护样品质量的系统有助于降低这些成像应用的持续成本。落射荧光使用经过过滤的高能量波长，以刺激样品发出低能量波长。低能量波长再经过过滤返回相机。这种情况下，可以对样品使用强度较小的破坏性光，因此其要求是灵敏度。即便发射光能量较低，具有出色灵敏度的相机也可以提供高质量的图像。如需查找具备出色灵敏度、在弱光条件下性能良好的型号，您可以侧重于以下三种技术规格：灵敏度、量子效率以及动态范围。灵敏度是得到与传感器所观测噪声等效的信号所需的光子数，数值越小越好。量子效率是指给定波长下转化为电子的光子——值越高越好。动态范围是信号与噪声（包括颞暗噪声）的比值，颞暗噪声是指无信号时传感器内的噪声，动态范围值越高越好。通常单色型号的弱光性能优于彩色型号。03因素综合对于同时使用白光和落射荧光的应用，可以选择FLIR配备Sony全新转换增益功能的相机型号，此功能可以优化传感器，实现高灵敏度或高饱和容量。弱光环境较高的转换增益，因为在此条件下，读取噪声被更大程度地弱化，从而产生较低的灵敏度阈值，非常适合在短时曝光下检测弱信号。强光条件下饱和容量得到了Maximun，获得的动态范围得以增强，因此稍低的转换增益是这种情况的理想选择，Maximun动态范围将受限于12位 ADC。挑选合适的机器视觉相机在选择相机时，较新的CMOS传感器是个很好的出发点。较新的传感器通常性能更好（价格可能还更低）另外，如果针对的应用程序需要在几年内购买多个相机（如持续生产诊断仪器），那么就要选择生命周期不会很快结束的相机，否则您可能要承受提前设计替换相机的成本费用。FLIR生产的机器视觉相机型号有200多种，广泛应用于采用新CMOS传感器的三大系列：Blackfly S、Oryx 和 Firefly。01FLIR Blackfly SFLIR Blackfly S系列相机的传感器、外形尺寸及接口最为广泛。这些相机提供USB3和GigE两种型号，功能广泛，设计初期易于整合。板级Blackfly S型号是全功能盒装产品的微型版本，特别适合空间受限和嵌入式的应用，其功能广泛，性价比高，分辨率可达24MP，是生物医学和生命科学应用的选择。FLIR Blackfly S USB3FLIR Blackfly S 板级02FLIR Oryx10 GigEFLIR Oryx相机系列拥有适配最快10GigE接口的高分辨率传感器，能够以60FPS的速度捕捉4K分辨率、12位的图像。Oryx的10GBASE-T接口是经过验证且广泛部署的标准，能够在线缆长度超过50米的经济实惠的CAT6A上或者长度超过30米的CAT5e上提供可靠的图像传输。03FLIR Firefly DLFLIR Firefly相机系列的外壳尺寸娇小、重量轻、功耗低且价格实惠。Firefly DL型号还能够运行已经过训练的神经网络，可用于物体检测或分类。所有FLIR机器视觉彩色相机都可以通过不同的白平衡选项的形式自定义色彩还原，并使用特殊色彩校正矩阵，这对于生物医学成像非常重要，医学成像中，色彩准确度的涵义不同，这取决于人类对诊断的视觉分析以及实现数据准确性的机器可读格式之间的对比。另外，FLIR 机器视觉Blackfly S、Oryx 和Firefly相机系列可通过GenICam3及 Spinnaker SDK进行控制和编程，它们自一开始设计时就以轻松开发与部署为理念时，确保我们能更快进行应用开发和测试。随着医学科技的进步对于现代生物医学成像的需求也将更加严格对于如何选择医学成像相机

量子效率（QE）是光电二极管评估和应用的关键指标。它代表了光电二极管将入射光子转换为电荷载流子的有效性，这对于依赖光检测和能量转换的各种技术至关重要。量子效率高 显示光电二极管具有优秀的性能，特别是在光谱学、医学成像和太阳能收集等应用中。光电二极管功能的核心是光电效应，其中具有足够能量的光子取代电子，在半导体材料内产生电子空穴对。成功参与此过程的光子比例定义了光电二极管的 QE。这个效率不是一个静态值；它随着入射光的波长而变化，使得光电二极管的光谱响应成为其整体性能的关键因素。量子效率不仅仅是一个规格；它反映了光电二极管推动技术进步的潜力。准确可靠的 QE 测量对于突破光电探测器的极限至关重要。光焱科技的核心技术包括模拟光源/照明器、量子效率光谱分析与半导体光电芯片测试等技术。这些技术使该公司能够开发出精准、可靠、高效的硅光子组件与光电芯片测试解决方案，帮助客户提高产品的质量、性能和可靠性。光伏检测请搜寻光焱科技

邀 请 函 尊敬的 女士/先生： 滨松中国诚邀您参加滨松第二届Quantaurus产品技术交流会。会上，我们将邀请日本Quantaurus产品应用专家铃木建吾先生对滨松荧光量子效率及寿命产品的特点及应用做详细介绍，并对相关问题做进一步的技术交流。本次交流会分为上海专场和南京专场，供您自由选择。 上海专场 时间：2013年5月13日 下午13:20 地点：上海市华东师范大学中山北路校区理科大楼A510号会议室 南京专场 时间：2013年5月15日 下午13:20 地点：南京大学鼓楼校区科技馆2楼报告厅 会议内容 Quantaurus产品技术及应用介绍 技术问题现场交流 Quantaurus产品现场演示样品测试 报告人： 铃木建吾 博士 ( 群马大学 光化学博士/Quantaurus产品应用专家) Dr.Kengo Suzuki 会议联系人： 产品经理 王宁波 联系电话：15127654376 会务专员 王婷 联系电话：13511028882 技术工程师 张纪泽 联系电话：18810048882 温馨提示 1 现场可为您免费测试样品（每位不超过1个） 2 会后我们会有精美礼品放送。 滨松中国期待您的光临！ 滨松光子学商贸（中国）有限公司 2013年4月 Quantaurus产品简介： 滨松公司新开发的测量荧光寿命的Quantaurus-Tau和测量绝对量子产率的Quantaurus-QY，具有友好的软件操作界面和精确稳定的特性！Quantaurus-Tau 和 Quantaurus-QY配合使用可以帮助用户实现全方位的分析结果！

p 　　 strong 微光成像和光谱仪器的领先制造商—普林斯顿仪器公司于昨日发布了数款全新的快速、超低噪相机，可应用于 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 真空紫外线(VUV) /span 和 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 软X射线 /span 的直接检测。SOPHIA-XO相机平台专用于 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " VUV/EUV/XUV成像，X射线衍射，X射线显微镜，X射线全息摄影，X射线光谱，和X射线等离子 /span 这类科学应用领域。 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 400" height=" 331" title=" 2-1.png" style=" width: 400px height: 331px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/d593b932-f14f-4b17-b345-c1a9331d0d1d.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /strong /p p 　　新式SOPHIA-XO相机使用了 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 背照式CCDs /span ，这种CCDs可直接检测到 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 极宽范围的VUV和X射线(5eV到30keV) /span 。这些新款“XO”相机机型，丰富了普林斯顿仪器公司受欢迎的SOPHIA& reg 产品线，具有 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 100%填充系数的2048× 2048和4096× 4096图片格式，高达150000e-的最大阱容，& gt 95%的QE(Quantum Efficiency量子效率)峰 /span 的特点，可读出 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 低至3.5e- rms(root mean square均方根)的噪声 /span 。一个 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 4端口，16MHz的读出架构 /span 使这些新型相机可 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 每秒传递超过3个全帧 /span —这比之前的两端口相机要快 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 7倍至10倍 /span 。 /p p 　　SOPHIA-XO可用于VUV应用所需的紫外线增强膜或软X射线应用所需的非减反射膜。所有SOPHIA-XO相机均采用普林斯顿仪器公司的 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 创新性专利技术ArcTec& #8482 span style=" color: rgb(0, 0, 0) " ， /span /span 该技术使用气体或液体热电冷却的形式将温度降至 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " -90℃ /span 。 /p p 　　将快速、高灵敏性独特而严密的、完善的结合在一起，使新型SOPHIA-XO相机在实验室、同步加速器和OEM系统的无数大视野X射线应用中表现完美。通过一个可旋转的、符合行业标准的、具有高真空度密封设计的 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " CF法兰 /span 与 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " UHV仪器 /span 进行连接简单而方便。 /p p 　　 span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i “SOPHIA-XO提供了真正杰出的直接检测性能，”普林斯顿仪器公司的影像产品经理Michael Melle讲道。“我们的工程师精心地设计‘XO’的每一个方面以制作一个完美的相机平台，为我们的客户提供无与伦比的高帧率低噪灵敏度，为激动人心的新技术及科学发现提供可能。” /i /span /p p 　　SOPHIA-XO相机支持采用普林斯顿仪器公司的知名 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 64位LightField& reg 影像和光谱分析软件 /span ，并将其作为一个可供选择的系统。LightField提供了数百种用户增强功能，包括内置一个强大的实时数据分析数学引擎。LightField同样允许使用第三方软件包直接进行控制，如 span style=" color: rgb(79, 129, 189) " LabVIEW& reg (美国国家仪器公司)、MATLAB& reg (迈斯沃克)、Python& reg (PSF)和EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System实验物理和工业控制系统)同步加速器软件 /span 。 /p