CISS: Однофотонная камера Chasing Light 2DSPC

● Спектральный диапазон 200-920 нм
● Матрица 1,7 МП для подсчета одиночных фотонов
● Технология обнаружения с нулевым шумом
● Высокое разрешение
● Время экспозиции 500 пс / 3 нс / 50 нс
● Синхронизация с точностью 10 пс

Описание однофотонной камеры Chasing Light 2DSPC

Фотон - наименьшая энергетическая единица света, поэтому обнаружение одиночных фотонов считается физическим пределом чувствительности оптических детекторов. Камера 2DSPC (2D Single Photon Counting Camera), разработанная CISS, представляет собой детектор, способный точно идентифицировать одиночные фотоны. Двумерная матрица с 1,7 млн пикселей регистрирует все одиночные фотоны, поступающие на блок детектирования, и с помощью алгоритмов идентификации фотонов в режиме реального времени полностью устраняет шум считывания и темновой шум, вносимый электроникой, предоставляя информацию о пространственном распределении фотонов с высоким соотношением сигнал/шум. #$%^&

По сравнению с широко используемыми однофотонными детекторами PMT и APD, камера 2DSPC эквивалентна матрице однофотонных детекторов, состоящей из миллионов модулей. За одну регистрацию можно получить двумерное изображение распределения одиночных фотонов, что значительно увеличивает скорость получения данных для спектроскопии или визуализации с подсчетом фотонов. Благодаря высокоскоростному пикосекундному электронному затвору и высокоточному управлению временем камера 2DSPC может захватывать фотоны в определенные моменты при синхронном запуске. #$%^&

Параметры

Усилитель изображения

1,7-мегапиксельная матрица для регистрации одиночных фотонов:

Режим подсчета однофотонных сигналов – это специальный режим работы однофотонной камеры 2DSPC компании CISS. В режиме подсчета одиночных фотонов камера автоматически запускает алгоритм детектирования фотонов в реальном времени, этот алгоритм может разделить фотонный сигнал, модифицированный усилителем изображения, шумовой сигнал самой камеры, а также полностью исключить шум считывания и темновой шум, вносимый электроприборами.

Пиксели, в которых обнаруживается одиночный фотон, в каждом кадре записываются в регистр как 1, а другие пиксели как 0, многокадровое накопление выполняется путем установки времени интегрирования, и, наконец, получается двумерное представление информации о пространственном распределении фотонов с высоким соотношением сигнал/шум. Благодаря продольному накоплению или ROI можно получить спектр с истинно нулевым шумом. Этот режим работы подходит для регистрации слабых сигналов на уровне одиночных фотонов.

Технология обнаружения нулевого шума CISS:

Уникальный режим нулевого шума может полностью устранить шум самого sCMOS, позволяя получить более чистый фон изображения, более высокое отношение сигнал/шум и лучшую производительность при регистрации слабых сигналов; при применении для спектрального анализа основная спектральная линия почти равна 0. Хотя ПО обычно предоставляет различные возможности шумоподавления, CISS разработал режим нулевого шума, чтобы улучшить соотношение сигнал/шум и позволить пользователям получать предварительные данные, облегчающие дальнейший анализ.

Этот режим использует все физические свойства излучения экрана, различая источник отсчетов на изображении (независимо от того, исходит ли он от экрана или от самого sCMOS), так что сохраняются только отсчеты с флуоресцентного экрана. Таким образом, шум sCMOS может быть полностью устранен, что еще больше повышает соотношение сигнал/шум.

Сравнивая приведенные выше рисунки, можно заметить, что при выключенном режиме «обнаружения нулевого шума» на изображении появляется множество однопиксельных структур (обозначены красными кружками), а после включения данного режима аналогичные однопиксельные структуры становятся практически невидимыми. Вместо них на изображении видны отдельные скопления (отмечены зелеными кружками).

Интенсивность комбинационного рассеяния света

Спектры комбинационного рассеяния, полученные при сжигании сжиженного газа бутана, были сняты в режиме однофотонного счета, который устраняет шумы детектора sCMOS. Основная спектральная линия практически равна нулю. Сигналы одиночных фотонов четко проявляются в спектральных линиях комбинационного рассеяния, а интенсивность этих линий является количеством фотонов, что наглядно выражает силу сигнала.

Высокое пространственное разрешение

Пространственное разрешение и контрастность значительно улучшаются при распознавании одиночных фотонов благодаря точному оптическому центрированию.

Время экспозиции 500 пс

Захват переходных явлений с точностью до пикосекунд и значительное снижение фонового шума; в сценариях применения спектроскопии и флуоресценции с переходным процессами можно достичь более высокого временного разрешения. В задачах регистрации комбинационного рассеяния подавление флуоресценции и фонового света становится еще более эффективным.

Усовершенствованный фотокатод Hi-QE

Современные фотокатоды Hi-Qi UV, Hi-QE Blue, Hi-QE Green с квантовой эффективностью до 30% идеально подходят для визуализации флуоресценции Yb+, Cd+, Ca+ в плазменной ловушке; Сверхширокий спектральный отклик фотокатода HotS20 со спектральным диапазоном 200-900 нм и квантовой эффективностью до 16%;

Световой катод третьего поколения GaAs в спектральном диапазоне 600-750 нм имеет максимальную квантовую эффективность 35%, что идеально подходит для исследований в области квантовой оптики, таких как спонтанное параметрическое рассеяние на длине волны 810 нм, измерение пространственного распределения однофотонных источников, визуализации квантовых корреляций и квантовых суперпозиционных состояний, а также для визуализации квантово-запутанных состояний.