Andor iXon Ultra Blue EMCCD 相機
發布時間: 2025-05-29 11:48
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Andor iXon Ultra Blue EMCCD 相機
Andor iXon Ultra Blue EMCCD相機是我們基於數十年領先市場的 EMCCD(電子倍增電荷耦合裝置)技術的旗艦產品線 iXon Ultra 的最新變種。iXon Ultra Blue EMCCD相機的獨特之處在於,它在藍光和近紫外線 (Near-UV) 波長範圍 (200nm 至 450nm) 內提供了顯著增強的量子效率 (QE),相較於標準的「BV」中頻感測器,此範圍內的 QE 最高可提升 63%。 iXon Ultra Blue 結合了真正的單光子靈敏度和增強的藍光/近 UV QE 響應,使其成為需要在此波長範圍內進行超靈敏偵測的應用的理想選擇。
單光子偵測原理 iXon Ultra Blue 採用 Electron Multiplying CCD (EMCCD) 技術。這種技術的原理是將來自即使是單一光子事件產生的微弱電子訊號,在讀取之前先透過一個特殊的「電子倍增暫存器」進行放大。這種放大作用使得訊號強度遠高於相機本身的讀取雜訊,從而實現即使在高速讀取條件下也能偵測到單個光子事件的能力。在使用電子倍增增益時,有效系統讀取雜訊可降低到 小於 1 e- 的水平。為了進一步提高單光子偵測的可靠性,相機還透過深度真空冷卻來抑制熱產生電子,並透過電子優化來最小化時脈感應電荷 (CIC) 等偽訊號背景事件。此外,智能演算法(如偽雜訊濾波器)也有助於過濾這些背景事件,增強對真正單光子事件的辨識能力。
iXon Ultra Blue EMCCD 相機 特點
突破性的藍光/近 UV 量子效率 (QE) 增強: 在 200nm 到 450nm 範圍內 QE 顯著提升,最高達 63%。這對於偵測在此範圍內發射的微弱光非常重要,例如 Ytterbium 離子在 370nm 的發射線,QE 可達 83%。在 UV 範圍 (200-270nm) QE 也能達到 30%,是隨時間衰減的 Lumogen 塗層感測器的優秀替代品,且在可見光範圍的 QE 影響較小。
真正的單光子靈敏度: 能夠放大單一光子事件產生的訊號,遠高於讀取雜訊,實現精確的單光子偵測和計數。
最小化的雜訊背景事件: 透過深度真空冷卻 (-100°C/-95°C) 抑制熱雜訊,以及電子優化和智能濾波器降低時脈感應電荷,提高了單光子偵測的信心。
高速成像能力: 提供高全幅畫面速率。特別是裁切模式 (Crop Mode) 可大幅提升感興趣區域 (ROI) 的畫面速率,最高可達數百甚至數千 fps,非常適合捕捉快速變化的過程。框轉移架構確保 100% 工作週期,不浪費光子。
「二合一」靈活性: 提供 EMCCD 模式(高速、超靈敏)和傳統 CCD 模式(低雜訊、適合長時間曝光),擴展了應用範圍。
最小的資料延遲: 額外的 Camera Link 輸出埠允許直接存取資料,有利於「即時處理」和快速回饋實驗系統。
應用廣泛的靈活性: NBB 感測器在可見光和近紅外光 (NIR) 範圍也保持可觀的 QE,使其適用於處理多種發射線的應用,例如實驗室中處理不同離子或原子。
高可靠性: iXon 品牌以其品質和可靠性著稱。UltraVac™ 真空技術提供 7 年保固。可在低至 -20°C 的環境溫度下運行,適合天文台使用。
iXon Ultra Blue EMCCD 相機 應用
阱捕離子/原子量子計算研究 (Ion Trap Quantum Computing): 這是最活躍且主要的應用領域。相機非常適合超靈敏地偵測阱捕離子或中性原子的發射光,並成像個別離子或原子,特別是常用離子如 Ytterbium (Yb),其發射線位於藍光/UV 範圍 (370nm)。高速 ROI 畫面速率和低資料延遲也對此領域研究至關重要。
半導體量測 (Semiconductor Metrology): 利用其近 UV 響應,適用於低光半導體量測應用。在 193nm 波長處 QE 約為 20%。新的 Time-Delayed Integration (TDI) 模式也適用於半導體應用。
天文學 (Astronomy): 可用於捕捉恆星、超新星、星雲和彗星的藍光和可見光發射。藍光光子利用更短波長的繞射極限實現更好的解析度。相機的深冷卻和 CCD 模式也使其適用於天文攝影中所需的長時間曝光。
環境科學 (Environmental Science): UV 成像用於監測臭氧層、追蹤污染物和偵測氣膠中的 UV 誘導螢光。也可用於大氣光學雷達 (LIDAR)。
UV 光譜學 (UV Spectroscopy): 高 UV/藍光響應和單光子靈敏度使其適用於高能隙半導體(如 GaN)的低光光致發光光譜。對於 UV 拉曼光譜等可能導致樣品分解的應用,低雷射功率配合高靈敏度偵測器是首選。
法醫學 (Forensic Analysis): 也是其潛在應用領域之一。
發光量測 (Luminescence): CCD 模式下的長時間曝光能力適用於發光量測。
iXon Ultra Blue EMCCD 相機 系列規格
iXon Ultra Blue 提供兩種感測器格式:
iXon Ultra Blue 888 (DU-888U3-CS0-NBB)
o 感測器格式:1018 x 1018 像素
o 像素大小:13 µm x 13 µm
o 背照式,NBB (UV/Blue Enhanced) 感測器
o 最大讀取速率:30 MHz
o 全幅畫面速率:26 fps
o 使用 128 x 128 ROI 的裁切模式 (Crop Mode) 可達 697 fps
o 讀取雜訊:使用 EM 增益時 < 1 e-
o 冷卻:真空熱電冷卻至 -95°C
o 介面:USB 3.0 和附加 Camera Link 輸出埠
o 16 位元數位化
iXon Ultra Blue 897 (DU-897U-CS0-NBB)
o 感測器格式:506 x 506 像素
o 像素大小:16 µm x 16 µm
o 背照式,NBB (UV/Blue Enhanced) 感測器
o 最大讀取速率:17 MHz
o 全幅畫面速率:56 fps
o 使用 128 x 128 ROI 的裁切模式 (Crop Mode) 可達 569 fps
o 讀取雜訊:使用 EM 增益時 < 1 e-
o 冷卻:真空熱電冷卻至 -100°C
o 介面:USB 2.0 和附加 Camera Link 輸出埠
o 16 位元數位化
兩種型號都採用 UltraVac™ 真空技術,提供 7 年真空保固。最低暗電流非常低,時脈感應電荷也非常少。
iXon Ultra Blue 繼承了 iXon Ultra 平台的強大功能:
Count Convert: 可將數據顯示為電子或入射光子單位。將數據轉換為入射光子單位需要 Solis 軟體版本 4.32.30155 或更新版本。
RealGain™: 提供線性且定量化的 EMCCD 增益刻度,可直接選擇絕對 EM 增益 (x1 至 x1000)。
EMCAL™: 專利的用戶啟動自動 EM 增益重新校準功能。
OptAcquire™: 提供一鍵式應用優化設定,方便使用者針對不同應用快速配置相機。
FPGA 時間戳: 硬體生成的時間戳,精度達 10ns。
偽雜訊濾波器 (Spurious Noise Filter): 智慧演算法用於濾除背景中的 CIC 事件。
深度真空冷卻 (-100°C/-95°C): 極大地降低暗電流,支援長時間曝光。
Crop Mode (裁切模式): 大幅提高感興趣區域的畫面速率。
Camera Link 輸出: 實現最小資料延遲和直接資料存取。
iXon Ultra Blue 相機憑藉其在藍光/近 UV 範圍內領先的靈敏度、真正的單光子偵測能力、高速成像和一系列智能功能,為眾多科學和工業應用提供了無與倫比的性能。
Andor iXon Ultra Blue EMCCD Cameras