突破局限：背照型sCMOS相機(jī)

很榮幸向您介紹KURO，臺(tái)背照式sCMOS相機(jī)。此前，背照式芯片技術(shù)只存在于CCD相機(jī)，雖然可以為其帶來(lái)高靈敏度，但是采集幀數(shù)卻受到限制。而目前普遍使用的前照式sCMOS相機(jī)雖然幀數(shù)很快 ，但是卻無(wú)法滿(mǎn)足超弱光探測(cè)中的靈敏度要求。

而新一代KURO相機(jī)，同時(shí)提供超高靈敏度與超快幀數(shù)，可適用于各類(lèi)成像與成譜的應(yīng)用，例如高光譜，天文探測(cè)，低溫原子成像，量子檢測(cè)，熒光光譜，高速光譜等。

KURO 新一代sCMOS相機(jī)具備以下優(yōu)點(diǎn)：

• 背照式sCMOS芯片，量子效率>95%

• 消除固定背景噪聲

• 高速成像與超低噪聲

• 芯片前端無(wú)微透鏡

• 大像素，高動(dòng)態(tài)范圍

• 靈活的觸發(fā)模式

• 優(yōu)化于光譜應(yīng)用

• 的 LightField 智能軟件t LightField software

全新的Kuro相機(jī)基于新一代背照式sCMOS芯片技術(shù)，量子效率>95%，感光區(qū)域填充面積高達(dá)99%。

除此之外新一代的芯片技術(shù)還極大降低了前一代sCMOS芯片中的固定背景噪聲。因?yàn)槠?9%的填充面積，背照式芯片無(wú)需采用微透鏡聚光，這樣也在整個(gè)光譜范圍，特別是紫外波段提升了相機(jī)的感光靈敏度。

新一代Kuro相機(jī)的像素尺寸提升到了11微米，不僅采光面積變成前一代的2.8倍，滿(mǎn)井容量80,000 e- 也可以提升信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍 (61,500:1 or 95 dB)?？茖W(xué)家與科研工作者們可以從Kuro的超低讀出噪聲 (1.3 e- rms median)，高幀數(shù) (82 fps at full 1200 x 1200 resolution)，以及的操作軟件中獲得更多的可能性，不斷探索科學(xué)的邊界。

Images captured by KURO: 1200B back illuminated sCMOS camera. Star cluster (left), Orion Nebula. Courtesy of Southwest Research Institute, Colorado USA.

背照式sCMOS芯片，量子效率>95%

Kuro全新的sCMOS芯片技術(shù)與許多高敏度的CCD一樣，采用了背照式的架構(gòu)。這使得新一代Kuro相機(jī)擁有超高的量子效率（峰值>95%）與99%的光敏區(qū)。

消除固定背景噪聲

Kuro芯片的加工工藝集成了的電子電路，使得前一代sCMOS芯片中的固定背景條紋極大減弱，長(zhǎng)時(shí)間曝光背景更均勻，提升圖像質(zhì)量。

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芯片前端無(wú)微透鏡

雖然傳統(tǒng)的sCMOS相機(jī)也宣稱(chēng)可以達(dá)到~80%的量子效率，但是卻依賴(lài)于芯片前端的微透鏡(micro-lenses)將入射光聚焦在光敏區(qū)。但是微透鏡會(huì)吸收紫外光，透射率也會(huì)受到入射角度的影響。Kuro的背照式芯片不存在這樣的問(wèn)題，因?yàn)樾酒砻?9%的光敏區(qū)，無(wú)須再使用微透鏡，這樣在整個(gè)波段范圍，特別是紫外波段極大提升了相機(jī)的光敏度。

高速成像與超低噪聲

KURO相機(jī)擁有高幀數(shù)，低噪聲的優(yōu)點(diǎn)，按照數(shù)字化位深(Bit depth)不同，KURO在全幅1200X1200分辨率時(shí)可以達(dá)到41fps(16 bit) 或者 82 fps(12 bit) 的幀數(shù)。若使用低分辨率，KURO的幀數(shù)可達(dá)數(shù)百幀每秒。

大像素，高動(dòng)態(tài)范圍

與前一代sCMOS相比，KURO芯片11微米的像原尺寸將采光面積增大了2.8倍，每個(gè)像原的滿(mǎn)井容量提高至80,000 e-， 可使得圖片獲得更優(yōu)異的動(dòng)態(tài)范圍 (61,500:1 or 95 dB)。

如何選擇?

科研工作者往往需要仔細(xì)選擇其應(yīng)用需求的產(chǎn)品。通常來(lái)講，對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間積分的成像或者光譜實(shí)驗(yàn)（幾秒到小時(shí)），CCD或者EMCCD依然是比較好的選擇。對(duì)于需要做芯片像素合并(on-chip binning)的光譜實(shí)驗(yàn)，CCD和EMCCD同樣具有優(yōu)勢(shì)。另外，在超高時(shí)間分辨的測(cè)試中，ICCD和emICCD的高速精準(zhǔn)門(mén)控會(huì)更加適合此類(lèi)應(yīng)用。背照式的sCMOS同時(shí)具備高敏度和高幀數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，適合積分時(shí)間低于10秒的短時(shí)間采集，下面的Table3 總結(jié)了不同相機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用的推薦。

優(yōu)化于光譜應(yīng)用

科研型CMOS芯片通常不支持芯片內(nèi)的像素合并。但是KURO的超低讀出噪聲與軟件合并功能使其適合用于高速光譜的測(cè)試。這款相機(jī)的芯片格式還非常適合用在普林斯頓儀器屢獲光學(xué)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)的高分辨,去像差光譜儀 IsoPlane®。

的 LightField 智能軟件

KURO相機(jī)可用于普林斯頓儀器的智能軟件來(lái)控制，使得KURO相機(jī)非常容易集成在各類(lèi)成像及光譜的測(cè)試。KURO可以輕松兼容 MATLAB® (MathWorks) 及 LabVIEW® (National Instruments)，實(shí)現(xiàn)快速的硬件控制與高效的數(shù)據(jù)分析。

KURO相機(jī)型號(hào)比較和數(shù)據(jù)表