Im Bereich der Low-Light-Imaging-Forschung, die Empfindlichkeit, das Auslese rauschen, die Bildrate und die Daten übertragungs effizienz vonSCMOS-KamerasSind Schlüssel faktoren, die den Erfolg vonWissenschaft liche BildgebungExperimente. Die zurück beleuchtete 2. Generation (BSI)SCMOS kameraGloria 6504, unabhängig entwickelt vonAgile GerätHat Durchbrüche bei mehreren Kern leistungs indikatoren erzielt und ein leistungs starkes Bildgebung werkzeug für Anwendungen wie Bio wissenschaften, astronomische Beobachtung, Quanten physik und Halbleiter inspektion bereit gestellt.
Die Gloria 6504 der 2. Generation erreicht eine Bildrate von bis zu300 fpsBei voller Auflösung (2048 × 2048) im 12-Bit-STD-HG-Modus. Selbst im 16-Bit-HDR-Modus mit hohem Dynamik bereich unterstützt es immer noch die Hoch geschwindigkeit erfassung von 170 fps (über CXP-Schnitts telle) oder 112 fps (über USB-Schnitts telle).
Dieser Leistungs sprung ist haupt sächlich auf die neue Pixel architektur und das Design der Dual-Gain-Auslese schaltung des BSI-Sensors der 2. Generation zurück zuführen. Inzwischen Ingenieure beiAgile GerätOptimierte die parallelen Daten kanäle, um die Lade übertragungs effizienz und die ADC-Umwandlung geschwindigkeit zu verbessern, und übernahm eine Signal verarbeitung verbindung mit niedriger Latenz innerhalb der Kamera, um eine stabile Ausgabe von Hochgeschwindigkeits-Datenströmen zu gewährleisten.
In Experimenten, die die Erfassung dynamischer Prozesse auf Millisekunden ebene erfordern, wie z. B. die dynamische Beobachtung lebender Zellen und die Bewegung kalter Atom, die 2. GenerationWissenschaft liche kameraMit hoher Bildrate können sich schnell entwickelnde Prozesse vollständig erfasst, Bewegungs unschärfe reduziert und den Screening-Zyklus mit hohem Durchsatz erheblich verkürzt werden.
Abbildung 2: Durchfluss zyto meter
Abbildung 3: Anzeige geräuschen vergleich zwischen hinten beleuchteten sCMOS-Kameras der 1. Generation und der 2. Generation
Das mediane Auslese rauschen von Gloria 6504 beträgt nur 0,7 e-und kann auf nur 0,4 e-angepasst werden, um eine Geräusch kontrolle auf "Sub elektronen pegel" zu erreichen.
Der BSI-Chip der 2. Generation verfügt über ein brandneues Pixels truktur design, optimiert Ladungs spannungs umwandlung knoten und verwendet eine dedizierte rausch arme Verstärkers truktur. Thermisches Rauschen effektiv unterdrücken und Rauschen in den Quell folger-und Spalten auslese schaltungen zurücksetzen. Diese techno logischen Durchbrüche ermöglichen dieEnthüllerGloria 6504SCMOS kameraVerbesserung der Aufnahme fähigkeit extrem schwacher Signale in experimentellen Szenarien bei schlechten Licht verhältnissen wie der Einzelmolekül-Fluoreszenz bildgebung, um Bilder mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis zu erhalten, ohne den Binning-Modus zu aktivieren.
Abbildung 4: Fluoreszenz bildgebung mit einem Molekül
Der Schlüssel zu diesem techno logischen Durchbruch liegt in zwei Aspekten: Erstens verbessert der BSI-Chip der 2. Generation die Reinheit von Materialien auf Silizium basis, optimiert den Prozess der Rück passivierung schicht, und führt ein effizienteres Deep-Potential-Bohrloch design ein, das die Erzeugung heißer Elektronen grundlegend unterdrückt.
Zweitens, Ingenieure beiAgile GerätBaute ein TEC-Tiefkühl modul (das sowohl die Luftkühlung als auch die Wasser kühlung unterstützt) in der Kamera. Durch die Dichtung stech no logie und die Optimierung der Wärme ableitung wird die Erzeugung thermischer Geräusche effektiv unterdrückt.
Ein niedriger Dunkelstrom macht die häufige Dunkelfeld korrektur in Anwendungen überflüssig, die Belichtung zeiten von mehreren zehn Sekunden oder sogar Minuten erfordern, wie z. B. astronomische Beobachtung im Weltraum und biologische Bio lumineszenz detektion, was die experimentelle Effizienz verbessert.
Abbildung 6: Zebra fisch bildgebung
Die Schnitts telle der 2. GenerationSCMOS kameraNimmt das Protokoll USB 3.2 Gen2 an, integriert mitAgile GerätDie selbst entwickelte Hochgeschwindigkeits-Cache-und Mehrkanal-Daten übertragungs technologie bietet der hohen Durchsatz kapazität von USB 3.2 Gen2.
Für die meisten Life-Science-Experimente bietet die USB-Schnitts telle Plug-and-Play-Komfort und starke Kompatibilität. Benutzer müssen keine zusätzlichen dedizierten CoaXPress-Erfassungs karten konfigurieren und können die Hochgeschwindigkeits-Bildaufnahme nur über ein USB-Kabel abschließen, wodurch die experimentelle Komplexität verringert wird.
Als rückleuchten der 2. Generation gekühltSCMOS kameraDer Gloria 6504 erzielt Leistungs sprünge in vier Aspekten: Bildrate, Auslese rauschen, Dunkelstrom und Übertragungs geschwindigkeit. Es bietet Forschern aus den Bereichen Bio wissenschaften, Quanten forschung, Weltraum beobachtung und Halbleiter inspektion eine wettbewerbs fähigere wissenschaft liche Bildgebung lösung.
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