95%@550nm, 超高量子效率
量子效率指的是在某一特定波長(zhǎng)下單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的平均光電子數(shù)與入射光子數(shù)之比,是描述光電器件光電轉(zhuǎn)換能力的一個(gè)重要參數(shù),也是衡量相機(jī)靈敏度的重要指標(biāo)之一。
400BSI采用背照式sCMOS減薄芯片技術(shù),量子效率較市面上主流前照式sCMOS相機(jī)提升了近15%,如圖所示:在550納米處,量子效率高達(dá)95%,這是普通前照式sCMOS相機(jī)所不能比擬的,甚至可以和目前超高水平的EMCCD相機(jī)相媲美!
<1.0e-@CMS, 超低讀出噪聲
400BSI采用內(nèi)源性噪聲相關(guān)采樣辦法(CMS),將讀出噪聲較上一代背照式相機(jī)下降了30%,取得了讀出噪聲小于1個(gè)電子的關(guān)鍵性能突破。
什么是 "CMS "?
CMS全稱相關(guān)多重采樣(correlated multiple sampling), 利用芯片上下兩通道同時(shí)傳輸圖像的模式,同步對(duì)圖像做疊加處理,從而達(dá)到降低讀出噪聲的目的。
創(chuàng)新信號(hào)增強(qiáng)算法
相機(jī)自帶控制軟件上提供了信號(hào)增強(qiáng)功能,客戶可根據(jù)應(yīng)用需求是否選用該功能。信號(hào)增強(qiáng)后的信噪比可比信號(hào)增強(qiáng)前提升1倍。
6.5μm更高的圖像分辨率
與Dhyana 95不同的是,Dhyana 400BSI擁有更小的6.5um像元尺寸和1.2英寸的芯片尺寸,這樣的設(shè)計(jì)不僅可以提高圖像的清晰度,更能在標(biāo)準(zhǔn)C接口顯微鏡上獲得2048x2048的全分辨率圖像,同時(shí)還能為用戶節(jié)省不必要的采購(gòu)支出。
穩(wěn)定靈活的外觸發(fā)模式
Dhyana 400BSI采用1進(jìn)3出觸發(fā)接口設(shè)置,除軟件觸發(fā)外,還同時(shí)支持標(biāo)準(zhǔn)、同步、全局等3種硬件觸發(fā)模式;此外,相機(jī)可輸出多種指示信號(hào),方便用戶將相機(jī)與其他設(shè)備組成系統(tǒng),并同步優(yōu)化了觸發(fā)取圖機(jī)制,盡可能地保證數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)的穩(wěn)定性。
軟件與系統(tǒng)支持
Dhyana 400BSI不僅自帶Mosaic 高性能跨平臺(tái)成像處理軟件,支持Windows/Mac/Linux等多個(gè)操作系統(tǒng),同時(shí)還支持LabVIEW、Matlab、Micromanager等第三方軟件調(diào)用處理數(shù)據(jù)。
應(yīng)用案例——STORM超分辨顯微成像
在前沿超高分辨顯微成像研究中,打破分辨率極限是核心問(wèn)題,我們采用分光比為1:1的STORM超分辨成像系統(tǒng)做了一組生物樣品的比較試驗(yàn),分別采集10000張圖像重建,進(jìn)行半分寬(分辨率)的統(tǒng)計(jì)分析。
圖(a)和(b)為采用Dhyana 400BSI得到的超分辨結(jié)果;
圖(c)和(d)為典型的82%QE的第三代sCMOS相機(jī)得到的超分辨結(jié)果;
半高全寬(FWHM)越小,表示分辨率越高。從圖中可以看出,在STORM超分辨成像中, 400BSI分辨率達(dá)到了40納米,而第三代sCMOS相機(jī)只能達(dá)到47納米分辨率,400BSI將STORM超高分辨率顯微鏡的分辨能力推進(jìn)了7納米!
詳細(xì)技術(shù)參數(shù)
產(chǎn)品型號(hào) | Dhyana400BSI |
芯片尺寸 | 1.2〃 |
芯片型號(hào) | G2020 BSI(背照式科學(xué)級(jí)CMOS傳感器) |
彩色/黑白 | 黑白 |
量子效率 | 95%@550nm |
有效像素?cái)?shù) | 2048(H) x 2040(V) |
像素尺寸 | 6.5x 6.5(μm) |
有效面積 | 13.3x 13.3(mm) |
滿阱容量 | 30000e- |
讀出速度 | 全分辨率USB3.0下35幀/秒 |
讀出噪聲 | <1.0e-@CMS(峰值),1.1e-@CMS(中值), 1.7e-@HDR(中值) |
快門(mén)模式 | 卷簾快門(mén) |
曝光模式 | 手動(dòng) |
曝光時(shí)間 | 0.014ms-10s |
制冷方式 | 帕爾貼冷卻 |
制冷溫度 | 強(qiáng)迫風(fēng)冷(環(huán)境溫度25 ℃):-10 ℃ |
暗電流 | 1.2 electrons/pixel/s (-10 ℃)(typ.)@CMS |
動(dòng)態(tài)范圍 | 86dB |
Binning | FPGA上實(shí)現(xiàn) |
子陣列 | 支持 |
外部觸發(fā)模式 | 標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)、同步觸發(fā)、全局觸發(fā) |
觸發(fā)延時(shí)功能 | 0-10000s |
觸發(fā)輸出 | 3個(gè)可編程時(shí)序輸出(曝光信號(hào)、全局信號(hào)、讀出信號(hào)) |
外部觸發(fā)連接 | SMA接口 |
接口 | USB3.0 |
SDK | 支持 |
AD轉(zhuǎn)換器 | 16bit |
鏡頭接口 | C接口 |
電源 | 12V/8A |
功耗 | 50W |
相機(jī)尺寸 | 120 x 119x 121mm |
設(shè)置 | 白平衡、曝光時(shí)間、3D降噪、伽馬、對(duì)比度、飽和度、平場(chǎng)校正 |
PC軟件 | Mosaic/LabVIEW/Matlab/Micromanager |
兼容系統(tǒng) | Windows/Linux/Mac |
操作溫度范圍 | 0-60℃ |
操作濕度范圍 | 10%-85% RH |