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背照式相机

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背照式相机相关的资讯

  • 滨松发布滨松背照式sCMOS相机ORCA fusionBT 新品
    背照式薄型封装ORCA-FusionBT是科研级CMOS相机的巅峰之作,拥有无与伦比的参数性能如超低读出噪声、超快帧速、超高量子效率、CCD般的均匀性。并且其光子探测以及收集效率之高也达到了令人赞叹的水平,即使在超短时间内只有少量的光子信号发射,该款相机也可以第一时间实现信号捕捉,为客户呈现极具视觉冲击力的高信噪比图像。ORCA-Fusion BT是滨松超高科研能力以及超高产品质量的体现,是广大客户科研实验路上的首选。 量子效率@550 nm: 95 %有效像素2304 (H) × 2304 (V)像素尺寸6.5 μm (H) × 6.5 μm (V)读出速度Fast scan: 89.1 frames/s (@2304 x 2304 pixels, 16 bit)读出噪声Ultra-quiet scan: 0.7 electrons rms (Typ.)动态范围21 400:1 (Typ.)芯片类型sCMOS像素位深16 bit, 12 bit, 8 bitORCA-FusionBT与其他BT CMOS相机优势对比 ORCA-Fusion BT滨松品质保证,行业内领跑产品。● 极低的读出噪声● 宽光谱范围内超高的量子效率● CCD般的均匀性● 高读出噪声像素最小化● 高动态范围● 3种读出速度可选● Lightsheet读出模式● 5.3 Megapixels● 兼容USB 3.0与高速CoaXPress接口ORCA-FusionBT与EM-CCD相机优势对比ORCA-FusionBT在实用性、功能性、灵敏度以及速度等方面具有无与伦比的优势,完全可以替代昂贵的EM-CCD相机。● 分辨率更高● Binning模式更加灵活多样● 无放大或者冗余噪声● 超高动态范围● 超宽视野产品应用● 宽场荧光成像● 活细胞成像● 转盘式共聚焦显微镜● Lightsheet显微镜● 超分辨成像● 膜电位成像成像● 光遗传学● 单分子跟踪● 计算成像● 量子计算低光激发下的延时活细胞成像光谱响应范围外形尺寸图(单位:mm)创新点:采用背照式sCMOS技术的全新产品。克服了背照式sCMOS技术的问题,低至0.7e rms读出噪声大幅超越了之前的所有sCMOS相机,加之与顶配看齐的95%高量子效率,其信噪比大提升到了sCMOS前所未有的高度。滨松背照式sCMOS相机ORCA fusionBT
  • 定量分析更精准,数据捕捉更快速,鑫图背照式sCMOS科研相机Dhyana 400BSI V2.0 升级上市!
    自2018年11月鑫图推出了全球首款6.5微米的背照式背照式sCMOS科学相机——Dhyana 400BSI,得到高端科研市场的广泛关注,掀起全球高灵敏成像技术的又一轮升级热潮。在各家相继推出背照式sCMOS成像方案的近一年时间里,鑫图研发团队从未停止对技术精益求精的探索,如何将背照式sCMOS做成真正意义上的新一代科学相机,成为我们新的挑战目标。2018年9月2日,鑫图宣布完成了相机速度和信号处理等关键性能升级,Dhyana 400BSI V2.0正式上市!虽然Dhyana 400 BSI V2.0不涉及背照式图像传感器芯片G2020BSI的更新换代,也就是说,在像元尺寸、分辨率、量子效率、甚至读出噪声方面相比前代并没有改变,但此次升级涉及的关键技术点依然可圈可点,让人耳目一新!没错,V2.0款外观变化不小。不仅从前脸看外观尺寸缩小了很多,颜色也变成了更酷的深灰黑色,这在一定程度上可以理解为,鑫图机械结构工艺的提高,毕竟尺寸越小,制冷和散热的工艺难度就越大。从后脸看,面板上多了两个高速传输的CameraLink接口,这个重大的变化意味着相机内部硬件电路进行了全面升级改进,Dhyana 400 BSI V2.0最终实现了420万全分辨率下74fps@CameraLink的芯片极限传输速率,以及40fps@USB3.0的接口最高数据传输速率。 而外观和接口变化还仅仅只是Dhyana 400BSI V2.0的开胃菜,空间噪声算法升级才是本次更新的关键。信噪比,在科学成像领域就是灵敏度和图像品质,可以单纯的理解成量子效率和噪声的对决。介绍之前,我们不得不先了解一下背照式sCMOS芯片。Dhyana 400BSI V2.0采用了背照式sCMOS芯片。这颗国产的由长春长光辰芯公司生产的G2020BSI背照式芯片在量子效率方面大幅领先于传统正照式芯片,直接的结果就是:量子效率高多少,灵敏度就高多少。 但上帝是公平的,给谁的都不会太少,给谁的也都不会太多。辰芯G2020BSI这颗背照式sCMOS图像传感器虽然在量子效率方面大胜正照式sCMOS,但是由于工艺的原因,发热量和暗电流噪声较大,读出噪声的控制也不太好;而对于高端科研成像应用来说,如果不能控制好噪声,量子效率带来的优势就会大大缩小。如何扬长避短?这里有必要普及一些噪声的基础常识。 噪声分为像素内噪声(读出噪声、光散粒噪声、暗电流噪声为代表)和像素间噪声(DSNU 、PRNU为代表的空间噪声)。早年CCD一统天下的时候,CCD的像素间噪声很低基本没人关注,所以大家一股脑儿想的是如何降低像素内噪声(读出噪声)。于是就有了第一代的sCMOS,把读出噪声做到了1个电子,大大超越了CCD,引发行业技术升级。此前全球最好的sCMOS相机读出噪声为1.0e-(中值)和1.6e-(均方根值)。Dhyana 400BSI V2.0做到了1.2e-(中值)和1.8e-(均方根值),还差一些些。但是一台科学相机的噪声不仅仅是读出噪声,还有暗电流和像素间噪声。半导体制冷加风冷散热技术早前已经可以做到-10℃(环境温度20℃下)的低温水平,而Dhyana 400BSI V2.0相机的在20℃的室温下已经可以达到更低的-15℃水平,相机的暗电流噪声也由此降低到了0.15e-;对于绝大多数sCMOS成像来说,相比1.0e-的读出噪声,就算长达100毫秒的曝光对应产生的暗电流噪声也要小于0.02e-,几乎达到了可以忽略不计的水平。 随着CCD的退出和sCMOS的崛起,sCMOS像素间噪声(DSNU、PRNU) 偏大的问题开始被推上风口浪尖, sCMOS相机厂商在这两年进行了新一代升级。 之前全球最好的DSNU(暗信号不均一性)值是0.3e-。DSNU值越低代表噪声基线越平。V2.0版本的Dhyana 400BSI与2017款做比较的话,从前代的0.3e-下降到0.2e-。不仅打破了记录,还将业内最好的DSNU噪声下降了33%。 而之前全球最好的PRNU(光响应不均一性)值是0.3% (700e-)。PRNU值就是像素之间对光的响应的偏差率。V2.0版本的Dhyana 400BSI与2017款做比较的话,从前代的1.6%下降到0.3%,做到了目前的最优值。 需要指出的是,还有一种噪声人类世界暂时还奈何不了,它是光散粒噪声,光散粒噪声基于泊松分布的基本物理学原理,随着光子数变多而变大。对于sCMOS级别的科学相机来说,当光子数多于10个以上时,像素内噪声的统治权就交给光散粒噪声了。所以在涉及并非极限弱光的成像应用中,信噪比变成了量子效率与空间噪声 (DSNU/PRNU) 的对决。所以Dhyana 400BSI V2.0的终极目标是“采用最高量子效率的背照式芯片,同时把空间噪声做到最低。”背照式sCMOS芯片发热量大, Dhyana 400BSI V2.0就把制冷温度做得更低,在同样的体积内, Dhyana 400BSIV2.0的暗电流噪声与最好的正照式sCMOS相机旗鼓相当。 背照式sCMOS芯片读出噪声偏大0.2e-,那么Dhyana 400BSI V2.0就把DSNU和PRNU做得更低,失之东隅收之桑榆,这里像素内噪声多了0.2e-,在那里通过像素间噪声少0.1e-,把背照式sCMOS芯片的缺憾补偿了些回来。 当各项噪声指标和全球最优基本相当的时候, Dhyana 400BSIV2.0量子效率的优势就完全凸显了出来。我们不能只看着560nm处95%量子效率比正照式82%提高了15%,如果你做的是近红外光850nm应用,量子效率提高的就是40%,如果你做的是400nm蓝光应用,量子效率的提高甚至超过了60%,所有这种量级的信噪比提高对科学级应用来说,都是相当巨大的。 在光学领域有一种说法是性能提升10%,成本提高100%,那么Dhyana 400BSI V2.0动辄百分几十的灵敏度提高,价格要提升多少呢? 高QE的Dhyana400BSI在超高分辨率显微镜应用----《ACS Nano》 Dhyana 400BSI V2.0更新的力度不算小,但其价格并没有大幅提升,就算全部顶配想要一步到位,比如PC端的高速CameraLink卡、水冷(降温还能低10度)等全部招呼上,价位也同样值得期待。 除了自有的SDK和Demo,Dhyana 400BSI V2.0支持的第三方应用也已经大大扩展,包括Micromanager, Labview, Matlab等,可以为您提供更多应用支持和帮助。定量分析更精准,数据捕捉更快速,鑫图携Dhyana 400 BSI V2.0再次向您致敬,感谢所有的支持与帮助!
  • 告别996,解放“实验猿”——访大相机器人总经理赵峰
    p style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 10px "早上9点上班、晚上9点下班,一周工作6天,这就是被广大的“程序猿”吐槽的“996”工作制。但只有在科研或检测单位工作过的人才知道,实验室的工作又何止996呢。实验室工作量大,繁琐而零碎,且需要不断重复,费时费力,活生生把科研工作者折磨成“实验猿”。科研工作者需要一种仪器帮助他们降低工作量,还他们一个愉快的工作环境。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 10px "大相机器人是一家致力于科研实验、质检分析等领域的智能生产线、科学实验机器人与自动化工作平台的定制化开发、制造与整体方案供应商。主要产品与解决方案有:化学分析实验机器人、生物培养实验机器人试剂行业智能分装系统等。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 10px "在中国仪器发展年会期间,仪器信息网编辑在大相机器人展位前采访到大相机器人总经理赵峰先生,详细内容请点击视频观看:/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=21A75EFB957D2AE99C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=5B1BAFA93D12E3DE&playertype=2" type="text/javascript"/scriptp style="text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 10px "赵峰先生表示,这次参加展会给大家带来了一个全新的六轴机器人的实验平台,可以做定制化的开发。它集成了称量、移液、定容、稀释等的实验工序,可以自主选择,自主定义,是一个真正意义上的科学实验平台。这个实验平台有助于提高实验室的效率,减轻实验人员的工作负担,给科研工作者一个更加愉快的工作环境。同时机器人的实验平台也代表了未来智能实验室的一个发展方向。/p
  • 鑫图sCMOS相机 | 全自动推扫式高光谱显微成像系统设计与研究
    为了将光谱成像技术更方便地引入显微成像领域,本文介绍了高光谱成像技术与显微成像技术相结合,搭建出一套全自动推扫式高光谱显微成像系统。该系统以倒置显微镜为主体进行设计,采用棱镜-光栅元件进行光谱分光,利用高精度二维电动运动平台进行推扫,同时结合电动对焦组件完成对焦,最终成像在高灵敏sCMOS科学相机上。根据大多数生物样本光谱检测需求,系统的光谱范围选择为420~800 nm,并引入激光自动对焦系统作为主动对焦模块,以HE染色的乳腺癌病理切片为研究对象。通过对全自动推扫式高光谱显微成像系统的设计与研究,解决了高光谱显微成像中无法实时对焦的难题,实现了在40倍显微物镜下3.25 mm × 3.25 mm范围内的全自动成像。这有助于促进光谱技术在生物医学等领域中的应用,特别是对需要高分辨率和高灵敏度的场景中,提供了有效的解决方案。图1 整机图片图2 基于主动对焦的大视场推扫成像推扫式高光谱显微成像系统的光谱探测器采用了鑫图背照式sCMOS科学相机Dhyana 400BSI。该相机像元大小为6.5 μm,非常适配于40x~60x的成像系统。相机的宽光谱响应范围涵盖了190 nm~1100 nm,可以适用于生物样本的光谱检测需求,峰值量子效率高达95%,读出噪声仅为1.1e-。这些性能在高分辨率成像和灵敏度之间实现了平衡,并能大幅提高信号检测能力,非常适合部分光谱应用的需求。参考文献唐凌宇, 葛明锋, 董文飞. 全自动推扫式高光谱显微成像系统设计与研究[J]. 中国光学, 2021, 14(6): 1486.该文章旨在为大家提供先进成像技术相关应用参考,部分内容摘抄于相关论文研究成果,版权归原作者所有,引用请标注出处。
  • 近100%量子效率,鑫图专业软X射线相机上线!
    鑫图Dhyana 95/400BSI是背照式sCMOS相机的典型代表,已成功应用于国内外多个软X射线研究领域,能有效解决传统背照式CCD因读出噪声过大带来的采集时间拉长,动态范围受限和图像对比度较低的问题,大幅提升软X射线成像品质,数十倍帧率的提升为动力学实验提供了更多可能性,而且性价比极高,已成为软X射线应用研究的新宠。 成像性能再升级,鑫图专业软X射线相机上线 为进一步提升在软X射线领域的应用优势,鑫图在第一代Dhyana 95/400BSI应用基础上进行了卓有成效的技术改进,基于定制的无抗反射镀膜芯片进行再开发,实现了软X射线短波段近100%超高量子效率的重大突破,同时采用灵活的法兰适配方案,能更好地满足真空系统的密封要求,是新一代软X射线探测系统的不二之选。 无抗反射镀膜芯片,近100%量子效率 如图所示:鑫图专业sCMOS软X射线相机采用的全新一代无抗反射镀膜芯片,在1.24-12.4nm区间内量子效率得到了大幅提升,整体超过了90%,部分波段近乎达到了100%的超高水平,在对应的80–1000 eV光子能量范围内,具备更专业的成像性能。 法兰可定制,灵活适配真空系统 鑫图专业软X射线相机适配真空系统的法兰可提供标准方案,也可根据您系统定制尺寸,全力满足您的应用需求。 CF63,CF100,CF150... 鑫图专业软X射线相机,多种成像方案可选 Dhyana 400BSI-SV/Dhyana95-SV是基于鑫图成熟相机平台推出两款专业软线相机,后期我们还可根据用户需求开发更多软X射线产品方案。产品型号中的 “S”代表“Soft”,”V”代表 “Vacuum”,“SV”后缀即“软线真空”的意思,将作为鑫图专业软线相机型号命名使用。 目前,鑫图“SV”系列软X射线相机已有少量标准品可接受试用,无论您是预约测试还是需要更深入的技术探讨,欢迎与我们联系!
  • qCMOS vs EMCCD,科研相机迎来“光子定量”新纪元!
    帧速、分辨率、信噪比毋庸置疑,这是科研相机最重要的几项性能,它的发展主线,也始终紧紧围绕着“如何获得更快帧速、更高分辨率以及更优秀的信噪比”来展开。另一方面,光信号究竟有多强?各个像素上究竟收集到了多少光子?相机测得究竟准不准?诸如此类的“定量”需求,也是科研相机应用中一直会被问到的。 5月20日,滨松全球同步发布的ORCA-Quest qCMOS相机,在以上两个问题中都交出了一份突破性的答卷。接下来,工程师将会“掰开了揉碎了”,为大家详解新型定量qCMOS相机的各个“知识点”。鱼与熊掌可以兼得:高帧速、高分辨率以及高信噪比 早期的CCD相机中,像素数目越多(分辨率越高)、帧速越快,相机电路每秒钟需要读出的像素就越多,也就越不容易准确。换句话说,相机的读出速度越快,噪声就越高,继而影响到图像的信噪比和图像质量。针对这个问题,业界给出了两条解决的路子: (1)EMCCD与电子倍增技术当光子在芯片上转换为光电子之后,EMCCD利用电场将这些光电子加速,轰击材料产生更多电子,实现了信号的增益。由于电子倍增过程在数据读出之前,所以信号放大了但读出噪声维持原样——以此大幅提升了图像信噪比。(2)CMOS与极低的读出噪声 sCMOS(包括接下来我们要说的新发布的qCMOS)相机,则走了另外一条技术路线。sCMOS/qCMOS相机直接压制读出噪声——相比之前的CCD相机,sCMOS/qCMOS的读出速度大幅上涨,但读出噪声因为设计工艺的改进却反而下降了。这也是sCMOS在过去十年大行其道的根本原因。 站在2021年的时间关口上,当比较以上两个技术路线的产品,我们发现,CMOS技术路线中的滨松新型ORCA-Quest qCMOS相机,在参数上已经完全超过了EMCCD相机。 按照像素读出计算,ORCA-Quest的读出速度已经高出了EMCCD 1-2个数量级;而在信噪比上,即使在1个光子/像素的信号强度下,qCMOS的表现也已优于EMCCD。量变到质变:低读出噪声与光子定量得到今天这样碾压式的参数,源自于在CMOS势呈井喷的十年间,滨松一直关注更低的读出噪声。从最初Flash 4.0系列sCMOS相机1.4个电子的读出噪声,到Fusion系列sCMOS相机0.7个电子的读出噪声,直至ORCA-Quest qCMOS相机最低0.27个电子。 而当ORCA-Quest相机的读出噪声下降到0.27个电子时,量变终于产生了质变——实现了“光子定量”。 相机成像中,信号中的光子在像素中转化为电子被收集——称之为光电子。光子定量就是通过精确定量光电子的方式得到每个像素所收集到的光子数目。 在光子转换为光电子之后,光电子会在相机芯片中转化为电压/模拟信号。虽然会有一个转换系数存在(例如0.16mV/电子),但是由于读出噪声的原因,当一个像素中有3个光电子时,读出的电压并不一定就是 3e x 0.16mV/e = 0.48mV,而是一个0.48mV左右的一个不确定的电压数值,可能是0.43mV,也可能是0.62mV。 粗略地说,读出噪声越大,这个不确定性就越大。这就意味着,如果读出噪声比较大,当相机芯片中读出0.48mV的时候,对应像素中的光电子可能是3个,也可能是2个,4个,甚至1个,5个。 但如果读出噪声足够小,就不会出现上述情况——当读出0.48mV的时候,我们就能确定对应像素上是3个光电子,而非其他。通过概率理论计算,当RMS读出噪声(Readout noise rms)为0.3e时,这个准确度达到90%以上。 滨松ORCA-Quest qCMOS相机的最低读出噪声为0.27e rms,所以我们在相机中加入了上述“光子定量”(Photon number resolving)功能。用户可以直接读出每个像素中精确的光电子数目,从而获得像素所收集的光子数目。领跑背照的高分辨率:独特的“沟槽结构”芯片技术相机像素中,电子被硅等半导体材料转换为光电子之后,会被相应的电路收集;这些电路结构会阻挡光信号。为了消除这部分信号损失,背照技术中将这些电路结构放到了芯片的背后(如下图)。在理想的情况下,每个像素中的光电子会被本像素的电路通过电场进行收集,但在背照芯片中,由于结构毕竟有一定的厚度,收集光电子的电场可能并不容易将本像素对应的光电子全部收集——一部分光电子会扩散到相邻像素中,造成相机分辨率的下降。这也是为什么一般而言,前照式相机的分辨率会优于对应参数的背照式相机。在滨松ORCA-Quest qCMOS相机中,芯片采用了独特的“沟槽结构”(Trench structure),阻挡了相应的光电子扩散,配合4.6μm的像素大小,940W像素,极大提升了相机的分辨率。此外,EMCCD在近红外成像中存在干涉条纹的问题,而ORCA-Quest qCMOS相机通过特殊的背照芯片结构设计,也解决了这个问题,进一步保障了成像质量。我们对ORCA-Quest qCMOS相机的出现非常兴奋,并将之视为科研级相机“光子定量”纪元的开启。而未来我们也将继续前行,带来更多技术的革新。 滨松相机,从未停止追求巅峰的脚步。
  • SPECIM高光谱相机在食品检测方面的应用 ——陈皮异物监测
    SPECIM高光谱相机在食品检测方面的应用——陈皮异物监测1. 描述 陈皮是一种良好的药材,也是一种常见的食材,对人们的健康与生活有非常大的帮助。但是陈皮在收集过程中,常常会混有其他物质,例如树叶、烟头等与陈皮颜色相近的杂质。本实验通过使用Specim高光谱相机来做陈皮混合物的检测。2. 原理 高光谱成像技术是一种图像及光谱融合的技术,可同时获取研究对象的空间及光谱信息。图像数据反映物体的外部特征、表面缺陷及污斑情况,光谱数据用于分析物体内部结构及成分。 Specim高光谱相机采用线阵推扫的成像方式,通过相机和被拍摄物体之间有相对运动,获取目标区域的所有样本的图像数据和光谱信息数据。在地面端,大多是采用相机固定而让被测物体移动,如图1;也可以采用被测物处于静止固定状态,而相机通过电机控制运动,如图2;若是结合无人机上的应用,则把相机挂载在无人机上移动而物体本身不动。这里我们采用固定相机,而把物体放在位移台上进行拍摄(可以是传送带或者其他移动装置)。 ---图1--- ---图2---3. 实验过程3.1 准备样品,未检测的样品如下。蒂头、树叶、陈皮、创可贴、烟头等。 3.2 设备及软件准备a)准备光源:宽谱卤素灯,光谱比较全。b)位移台: LabScanner 40 x 20位移台,如上图1所示。c)所用设备: Specim Fx10e 高光谱相机(400-1000nm)。d)Specim Insight分析软件INSIGHT是高光谱图像数据的离线处理软件,用户可在其中实现浏览查看样本数据、训练分类模型、验证分类效果等操作,以建立应用程序供实时检测使用。软件支持查看光谱曲线和散点图及时空序列信息,还包含有偏最小二乘法判别分析(PLS-DA),主成分分析(PCA)和光谱角制图(SAM)多种算法,便于用户快速得到准确的运算结果3.3 测试①规整摆放待测物体从上到下,分别为 蒂头、树叶、陈皮、创可贴、烟头。使用LabScanner进行扫描成像。 ②打乱放置,杂乱无章排放,重新采样一次。 3.4 分析本次测试样品中共有5种物质类型,每种物质会有生成特有的光谱曲线,通过原厂软件分析所有物体的光谱特征和内嵌的光谱算法,可以正确的区分不同样品类型并能赋予对应的不同颜色。 ---五条光谱曲线--- ---整齐摆放---棕色 :蒂头绿色 :树叶橙色 :陈皮粉色 :创可贴蓝色 :烟头 ---杂乱摆放---棕色 :蒂头绿色 :树叶橙色 :陈皮粉色 :创可贴蓝色 :烟头 另外,可以将某次分析好的结果做成Mode模型,下次直接使用就能得到检测果。 4. 实验总结 通过光谱识别的方法,用Specim Fx10e(400-1000nm)高光谱相机可以很好的做出陈皮等混合物的识别,并且准确率高,速度快。质量控制和异物检测在食品工业中至关重要。在各种工业、农业的应用中,通过高光谱分辨率的光谱信息与成像相结合的无损检测方法,及时提供各种成分、异物检测和质量损伤情况等,形成“征兆图”,供诊断、决策和风险评估等使用。 另外,通过广泛实验和实际应用,发现大部分物质成分,在近红外900-1700nm,和短波红外1000-2500nm有较好的吸收反射,在此波段范围光谱特征明显。建议同种应用,不同物质检测需采用合适的波长范围产品。关于昊量光电:昊量光电 您的光电超市!上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品!与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等优质服务,助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念!
  • 将超分辨显微能力推进了7纳米,Dhyana 400BSI sCMOS科学相机应用优势解析!
    当人类利用CCD、EMCCD、sCMOS等多种高灵敏光电成像技术向微观、弱光科学成像发起挑战的时候,模拟世界里的不安分因素----"噪声"渐渐成为人们前进的巨大障碍。如何将光子信号从噪声中提取出来,开发出具有卓越信号噪声比的科学相机一直是整个科学界津津乐道的话题。 2017年11月9日,鑫图光电正式对外宣布,已成功创造出一款超级信噪比科学相机Dhyana 400BSI。 实验数据解析超级信噪比的现实意义在目前火热的超高分辨率显微成像研究中,打破分辨率极限是核心问题。我们采用分光比为1:1的STORM超高分辨率成像系统做了一组生物样品的比较试验,曝光时间为10毫秒,分别采集10000张图像重建,进行半峰宽(分辨率极限)的统计分析。图(a)和(b)为采用Dhyana400BSI得到的超分辨结果;图(c)和(d)为典型的82%QE的第三代sCMOS相机得到的超分辨结果; 半高全宽(FWHM)越小,表示分辨率越高。从图中可以看出,在STORM超分辨成像中,Dhyana400BSI分辨率达到了40纳米,而第三代sCMOS相机只能达到47纳米分辨率。Dhyana400BSI将STORM超高分辨率显微镜的分辨能力推进了7纳米!因此,400BSI更优的信噪比就能大幅提升弱光信号的定位精度和分辨力水平。 超级信噪比是如何实现的?就Dhyana400BSI相机为何能实现超级信噪比的问题,鑫图科学相机事业部产品经理赵泽宇博士透露:&ldquo 我们采用三种创新的核心技术。首先,由鑫图率先引入的背照式sCMOS技术创造了95%量子效率,使光子到电子的效率转较前一代产品提升了15%;其次,我们找到了sCMOS芯片内源性的噪声的相关双采样办法,将读出噪声水平下降了30%;更重要的是,对严谨的科学成像,我们并未采用会引入量化噪声的2D降噪算法,而是创新地通过一系列信号增强算法将信号强度提升了75%。三种创新技术的结合,就诞生了具有超级信噪比的Dhyana 400BSI(简称400BSI)。 下图为微球荧光成像的实验和数据结果,显示了通过创新的信号增强算法,在不引入量化噪声情况下,信噪比就获得了75%的提升。 福州鑫图光电有限公司是中国最早从事sCMOS相机开发的公司,Dhyana系列是中国开发的为数不多的世界领先科技之一, 在生命科学、化学实验室、空间物理、天文观测等领域都有广泛应用。此次发布的 400BSI,集合了鑫图近年来在sCMOS技术开发上的众多优秀成果,在灵敏度、分辨率和速度等三个核心指标上均实现了对现有背照式sCMOS科学相机的全面超越,将全面助力中国前沿科学研究不断发展进步!
  • 自适应光学波前传感的理想选择—sCMOS 相机
    自适应光学波前传感的理想选择—sCMOS 相机牛津仪器 Andor sCMOS 相机作为自适应光学波前传感的优选设备,拥有高度并行的像素读出产生的高帧频,结合短曝光条件下的低噪声和高量子效率能够获得最佳信噪比图像。在本次技术说明中,我们比较了Andor sCMOS 系列中三款特别适合波前传感的相机: Marana 4.2B-6(具有CoaXpress接口) Zyla 4.2 PLUS(具有CameraLink接口) Balor 17F(具有CoaXpress接口)下表总结了每款相机的关键性能参数。表1 用于波前传感的三款 Andor sCMOS 相机的关键成像参数在第1部分中,我们将详细分析潜在的帧频性能,尤其是 ROI 模式下帧频的提升。在第2部分中,我们将比较三款相机相对“延迟”特性,这是自适应光学应用的一个重要考虑因素,因为它决定了图像在软件中的准备时间,以便作为闭环可变形镜像系统的一部分进行处理。Part 1 | sCMOS 帧频高速帧频性能对于波前传感至关重要,使用(ROI)子阵列能够实现每秒数百帧的图像采集。作为波前传感备选的成像探测器,表2显示了上述三款 sCMOS 相机在不同 ROI 阵列尺寸上的帧频。表 2 的关键成像参数(可用选项): 卷帘快门曝光模式 重叠(100%占空比)模式 16位(全动态范围)模式 中心 ROI 成像 CoaXpress(CXP)接口(Marana 和 Balor) CameraLink(CL)接口(Zyla)表2 三款 Andor sCMOS 相机在不同 ROI 阵列尺寸上的帧频 请注意,在比较 Marana 和 Zyla(均为2048 x 2048阵列)时,尽管 Zyla 能够实现更快的帧频,但 Zyla 是使用前照式芯片,通过在每个像素上使用微透镜来实现高量子效率。Marana 使用背照式芯片,在没有微透镜的情况下可实现高达95%的量子效率。此外,如果 Zyla 的 ROI 没有在垂直方向上居中,帧频将会降低(降低到原来的2倍),而对于Marana 和 Balor,ROI 可在任何区域,帧频的降低可以忽略不计。Part 2 | “延迟”比较科学成像相机用作波前传感器的一个关键考虑因素是“延迟”。由于波前传感成像是 AO 配置闭环系统的一部分,因此软件必须快速采集图像以进行实时处理,以便它能够持续地通知变形镜系统如何在到达科学探测器的过程中对入射波前进行重塑和展平。比较波前传感器相机,我们需要清楚地了解曝光、传感器读出和任何图像传输耗时相关的相对时间。在成像的时序流程中,对于“延迟”的定义可能存在一些主观的变化。为了在当前的比较研究中实现标准化,我们将考虑从曝光开始到软件处理该曝光时间内的完整图像/ROI 的整个端到端时间。我们还将通过假设曝光时间为 10 毫秒(帧频达到100 fps)进行标准化。但是请注意,我们比较的三款相机,这 10 毫秒的曝光对应于不同的 ROI 阵列大小和相应的视野。图 1 和图 2 为 Zyla 4.2 PLUS 与 Marana 4.2B-6 进行比较的时序示意图。sCMOS 相机之间的“延迟”区别如下:Zyla 必须先将整个 ROI 阵列(10 毫秒)读出到组装图像的相机 FPGA,然后再通过 CameraLink 接口传输图像,这里又需要10 ms。由于这些过程是按序发生而不是同时进行的,因此整个端到端处理接近曝光(10 ms)+ 读出(10 ms)+ 通过 CameraLink 的数据传输(10 ms)= 30 ms。注意,Zyla图像必须首先在 FPGA上组装的原因是其复杂的传感器读出,这涉及到同时读出阵列的两半,从中间行开始,向外分别移动到顶部和底部行。Marana 具有更直接的传感器读出架构,这意味着无需将图像在相机 FPGA上组装后再传输到主机PC。相反,一旦读出像素行,它就会由 FPGA 处理并立即通过 CoaXpress(CXP)接口进行传输。这意味着图像传输与图像读出同时发生,而不是顺序发生,从而克服了“延迟”造成的影响。 Marana 的整个端到端过程近似于曝光(10 ms)+ 同时读出/数据传输(10 ms)= 20 ms。Marana 具有更直接的传感器读出架构,这意味着无需将图像在相机 FPGA上组装后再传输到主机 PC。相反,一旦读出像素行,它就会由 FPGA 处理并立即通过 CoaXpress(CXP)接口进行传输。这意味着图像传输与图像读出同时发生,而不是顺序发生,从而克服了“延迟”造成的影响。Marana 的整个端到端过程近似于曝光(10 ms)+ 同时读出/数据传输(10 ms)= 20 ms。Balor 未在所示的图中具体表示,但具有与 Marana 相似的单向传感器读出架构,区别在于 Balor 通过同时读取每组 4 行的数据来提高速度。因此,如果 Balor 定义了 ROI 阵列,其结果是曝光时间为 10 ms(相应的读数为10 ms),那么 Balor 的整个端到端过程也将近似于曝光时间(10 ms)+ 同时读出/数据传输(10 ms)= 20 ms。因此,相对于 Zyla 固有的“延迟”, Marana 和 Balor 的“延迟”减少了。然而,如第 1 节所示,Zyla 4.2 PLUS 相对于Marana 4.2B-6 可能具有更高的帧速。在为您的装置选择最合适的波前传感成像相机时,应在确切的实验要求范围内考虑这两个因素。图 1 和图 2 的关键成像参数(可用选项): 曝光时间/读出时间 — 10毫秒(需要选择ROI) 卷帘快门曝光模式图1 Zyla4.2 PLUS:表示曝光、读出和图像传输(通过 CameraLink接口)的计时示意图图2 Marana 4.2B-6:表示曝光、同时读出/图像传输(通过Coaxress 接口)的计时示意图。Balor 的实验数据接近Marana 4.2B-6
  • 新全息相机揭示更多“隐秘角落”
    美国西北大学研究人员发明了一种新型高分辨率相机,采用“合成波长全息术”将相干光间接散射到隐藏物体上,这些物体再将光散射回相机,通过重建散射光信号而呈现隐藏的物体。利用它,人体的皮肤到骨头将一览无余,甚至还能看到角落和散布四周的介质,如雾气等。相关研究发表在17日的《自然通讯》杂志上。  为角落里的物体成像和为人体器官成像似乎是不同的范畴,但论文第一作者弗洛里安威洛米泽说,二者实际密切相关,都需要处理散射介质,光线照射到物体并以无法再看到物体直接图像的方式散射。  威洛米泽说:“当用手电筒照射你的手时,你会在手的另一边看到亮点,但从理论上讲,你的骨骼应该会有一个暴露出轮廓或结构的影子。”然而,通过骨骼的光线在人体组织内向各个方向散射,完全模糊了阴影图像。因此,研究团队的目标是拦截散射光,重新测量有关其传播时间的信息,以揭示无法被成像的物体。  为了克服可以对光进行高精度测量的探测器成本高昂的问题,研究团队通过合并来自两个激光器的光波,形成了一种为不同散射场景下进行全息成像而量身定做的合成光波。这是第一种能在角落周围通过散射介质进行成像的技术。该方法结合了高空间分辨率、高时间分辨率、小探测区域和大角度视野。这意味着,即使在物体移动的情况下,相机也能以高分辨率拍摄出狭小空间中的微小特征以及大面积区域中隐藏的物体。  由于光只能沿直线传播,因此必须有不透明的障碍物(例如墙壁、灌木或汽车)让新相机能看到拐角处。光从传感器单元发出,从障碍物反弹,然后击中拐角处的物体,接着光反射回障碍物并最终返回传感器单元的检测器。  据介绍,由于具有高时间分辨率,该相机还可对快速运动的物体成像,例如心跳或街角飞驰的汽车。车辆转弯时,该相机可看到附近车辆以防发生意外。它还可替代用于医疗和工业成像的内窥镜。例如,在结肠镜检查时,可用它观察肠道内的褶皱。此外,该相机在夜间和有雾的天气下也可使用。  总编辑圈点  对遮挡或散射介质背后的物体成像,其实是一个相对较新的研究领域,即所谓非视距成像。与相关的非视距成像技术相比,新方法可快速获取大范围、亚毫米精度的全视野图像,在这种分辨率水平下,相机甚至可透过皮肤成像,看到哪怕最微小的毛细血管。因此,这一方法在无创医学成像、汽车预警导航系统以及在狭小空间进行工业检查等方面,拥有无限潜力。
  • Raptor Photonics发布Raptor 电子倍增型X射线成像相机 Falcon III XO新品
    英国Raptor公司即将推出Falcon Ⅲ XO相机是业内率先基于EMCCD的直接探测X-ray相机,相比以往产品具有更高速度和灵敏度的优势。相机分辨率1024x1024,像元尺寸10um,满分辨率帧频可达34fps,X-ray探测范围1.2eV-20KeV。该相机非常适合对灵敏度、帧速有更高要求的软X-ray探测的应用。主要特性:● 来自e2v的EMCCD芯片,不带镀膜● CF152(6“)法兰设计直接与真空室连接● 帧频34fps@1024x1024● 深度制冷到-70℃,暗电流0.001e-/p/s● 探测能量1.2eV-20KeV技术参数:型号FA351XO-BN-CL芯片1“背照减薄EMCCD分辨率1024x1024像元尺寸10umx10um有效面积10.2mmx10.2mm满阱电荷 35Ke-读出噪声rms1e-@EM Gain打开;50e-@EM Gain关闭满分辨率帧频34fps曝光时间1ms to 1 hour暗电流0.001e-/p/s@-70℃A/D深度16bit光谱范围1.2eV-20KeVBinning1x1 to 32x32法兰CF152(6英寸)电源12V DC±0.5V功耗100W工作温度-20℃~+55℃存储温度-30℃~+60℃外形尺寸(LxWxH)129mm x 112mm x 94mm典型应用:X-ray显微成像、断层影像、相衬成像和源特性、X-ray等离子诊断、晶体学、极紫外/真空紫外成像、全息成像和半导体光刻、高次谐波产生创新点:全球首款采用电子倍增EMCCD芯片探测真空紫外及软X射线成像的相机,属于业内首创,将灵敏度与拍摄速度有机结合,为真空紫外探测及软X-射线探测提供了更多可能。Raptor 电子倍增型X射线成像相机 Falcon III XO
  • 读出噪声低至1个电子!Dhyana 400BSI 上市,超级信噪比科学相机时代来临!
    福州鑫图光电有限公司发布新一代超高灵敏度sCMOS科学相机--Dhyana 400BSI,该机型在灵敏度、像素尺寸和速度三个核心指标上均实现了对现有背照式sCMOS相机的全面超越。 两年前,鑫图基于背照式sCMOS技术开发的Dhyana95科学相机在560nm处实现了量子效率高达95%QE的重大的突破,由此开启了sCMOS科学相机的背照式时代,而最新发布的Dhyana 400BSI不仅具备相同的高量子效率,还实现了背照式sCMOS相机读出噪声小于1个电子的关键性突破,这将带来无可比拟的超级信噪比优势! 更重要的是,该相机使用了更小的6.5微米像素尺寸,这是显微成像中获得更多的细节信息的关键因素,可以让您在更多超高分辨应用领域,看到更多可能!! Dhyana系列sCMOS科学相机已经在生命科学、化学实验室、空间物理、天文观测等前沿科学研究领域得到了广泛应用,此次Dhyana 400BSI的光电参数更是由鑫图和武汉国家光电实验室联合测试确定,在经过多年的技术和应用积累后发布的Dhyana400BSI在关键性能指标的严谨性和质量稳定上将更值得信赖!
  • 显微镜相机助您轻松拍摄高质量的显微镜图像
    显微镜相机助您轻松拍摄高质量的显微镜图像显微镜相机可以将显微镜中观察到的微小物体放大并通过软件进行图像处理和分析,实时显示在电脑或手机屏幕上,让用户轻松地拍摄高质量的显微镜图像。显微镜相机能够满足高级科研应用的各类需求,具有高清晰度、高亮度和高分辨率等优点,让人们更加清晰地观察微观世界。显微镜相机应用领域:1.生命科学:显微镜相机可以用于细胞、组织和器官的结构和功能观察、组织切片、病理学等方面。2.材料科学:显微镜相机可以用于材料分析、表面形貌观察等方面。3.教育科研:显微镜相机可以用于学校实验室、科研机构等场所。针对不同的应用场景和需求,显微镜相机的参数也有所不同,常见的参数包括分辨率、帧率、像素大小等,可以通过显微镜摄像头定制,定制专属的光学参数和软件功能,获得更清晰、更准确的视野。△显微镜USB2.0 CMOS相机USB2.0与CMOS图像传感器相机(USB2.0 Advanced CMOS 相机);采用USB2.0作为数据传输接口;硬件分辨率横跨1.2M~8.3M等多种 实时8/12位切换,任意ROI尺寸。△显微镜USB3.0 CMOS相机采用Sony Exmor CMOS背照式传感器的C接口CMOS USB3.0相机;传感器采用双层降噪技术,具有超高的灵敏度以及超低噪声;分辨率横跨40万~2000万,图像传输速度快,随相机提供高级视频与图像处理应用软件;广泛用于显微图像的拍摄与记录。△显微镜USB3.0 CCD相机USB3.0接口CCD相机,其感光芯片采用索尼ExView HAD CCD芯片;采用SONY EXview技术的C接口CCD相机,分辨率有1.4M~12M等多种;IR-CU红外窗口,滤除红外,又起保护传感器的作用;在黑暗的环境下也可得到高亮度的照片;FPGA控制支持长达1分钟长曝光,保证捕获弱荧光图像;可用于弱光或荧光图像的拍摄与分析。△显微镜制冷相机高效制冷模块,大大降低了图像噪声,保证了图像质量的获取。双级专业设计的高性能TE冷却结构,散热速度快;温度任意可控,最高达50度温度降幅,确保在视频或图像噪声小的情况下尽可能高的光电转换量子效率;防结雾结构,确保传感器表面在低温情况下不会防结雾;支持触发操作模式,软件触发或外部触发,支持一次触发采集单张或多张图片。通过数码成像系统,可以直接在电脑上观察图像,还能将所成像在电脑上保存成图片,大大的方便了使用者将图像数据保存的要求,也更加方便了资料数据的管理和编辑。并且能通过专业的软件图像进行调整,标注,拼接,合成,测量等,形成图文文件,可互相传阅。≥≥≥更多显微镜相机款式型号≥≥≥更多显微镜相机款式型号 如需显微镜摄像头定制或者了解更多解决方案,请与我们联系!
  • Greateyes新一代4K4K 软x射线CCD相机准备交付NSLS
    近日,我们的合作伙伴德国Greateyes公司,又完成了一台大靶面X射线探测器的生产、测试工作。该相机包含了一个4K4K的CCD芯片,由一个全新的相机平台驱动,该平台具有很多创新性特点和功能。如下图为Sensor定制化相机实物图,此相机正准备发到位于美国布鲁克海文国家实验室的国家同步辐射光源(NSLS)。成立于2008年的greateyes,是以德国柏林洪堡大学的技术为基础,迅速发展成为国际知名的先进探测器生产企业。如今,其科研与工业客户已遍布多个国家。Greateyes开发、生产并销售高性能、全帧、科学级CCD相机。得益于其高的动态范围、优异的灵敏度被广泛应用于成像与谱学应用领域,波长覆盖x射线到极紫外、可见到近红外。同时,Greateyes公司也生产用于太阳能产业的电致荧光与光致荧光检测系统。北京众星联恒科技有限公司作为Greateyes公司中国区授权总代理商,为中国客户提供Greateyes所有产品的售前咨询,销售及售后服务。我司始终致力于为广大科研用户提供专业的x射线产品及解决方案。
  • 滨松相机“攻城狮”将手把手带你认识新品,还不心动?!
    想了解更多滨松新品sCMOS相机?双色同步成像案例精彩如何?显微成像大赛奖项花落谁家?赶快报名滨松中国第六届显微成像网络技术交流会吧!更有幸运礼品,等待您的到来! 时间:2015年10月9日 14:00-15:45报名需知:点击报名点击报名入口进入留言界面,填写个人信息,并标注“参加相机网络技术交流会”或发送姓名、公司单位、邮箱、联系电话至:hpc@hamamtsu.com.cn 并注明网络会报名本次会议将在专门的网络会议室举办。参会者只需要一台联网的电脑,和一个耳麦(如有音频交流需要,可准备)便可参会。会前,我们将向报名参会的人员发送网络会议室入口,敬请关注。主讲人:滨松中国市场部应用工程师 郑一哲博士现为滨松中国科学级相机高级应用工程师,负责滨松科学级相机在生物科研以及相关工业应用相机产品的应用技术支持及市场工作。 会议议程:14:00-14:45 滨松2015科研级相机新品介绍:80%QE的高灵敏度sCMOS相机等多款新品14:45-15:15 双色同步成像的应用及滨松解决方案15:15-15:45 第二届滨松中国显微成像大赛作品展及颁示奖内容简介: 2015年,滨松不仅为ORCA-Flash 4.0 LT sCMOS相机增加了适合双色同步成像的W-View读出模式;还大幅提升了旗舰产品Flash 4.0的灵敏度,大于80%的量子效率配合低至0.8个电子的超低读出噪音,Flash 4.0的成像信噪比将带来sCMOS行业跨越式地进步。在此次网络技术交流会中,我们将就新产品及升级的详细信息进行分享。滨松新品sCMOS ORCA-Flash4.0相机现已面世此外,我们将为参会者分享双色同步成像的多个精彩案例,呈现滨松科研相机及相关附件的整体解决方案。而今年举行的滨松第二届显微成像大赛届时也已落下帷幕,通过几轮投票角逐,各项大奖最终会花落谁家?结果亦在本次网络技术交流会中见分晓。
  • 我国高性能条纹相机研制成功打破垄断 可用于核反应观测
    centerimg style="width: 450px height: 600px " title="" alt="" src="http://09.imgmini.eastday.com/mobile/20180522/20180522164559_eff1a22b439951d4dd665467a1f75818_1.jpeg" height="600" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//centerp  今天,由中科院西安光机所承担的国家重大科研装备项目“高性能条纹相机的研制”顺利通过验收,标志着我国具有自主知识产权的高性能条纹相机达到实用化水平。这一成果打破了国际在这一领域的垄断,对前沿科学研究以及国家重大工程建设具有重要意义。/pcenterimg style="width: 450px height: 338px " title="" alt="" src="http://09.imgmini.eastday.com/mobile/20180522/20180522164559_eff1a22b439951d4dd665467a1f75818_2.jpeg" height="338" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//centerp  条纹相机是具备超高时间与高空间分辨的唯一高端科学测量与诊断仪器,在激光聚变等超快现象研究中发挥着重要作用。经过多年研究,研究团队成功解决了条纹相机制备过程中存在的各种工艺问题和工程实施难题,取得了多项创新性成果,实现了时间分辨率、动态范围和同步频率三个关键技术指标的显著提升。/pcenterimg style="width: 450px height: 338px " title="" alt="" src="http://09.imgmini.eastday.com/mobile/20180522/20180522164559_eff1a22b439951d4dd665467a1f75818_3.jpeg" height="338" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//centerp   在国家重大科研装备项目的支持下,中科院西安光机所建成了国内唯一的集设计、生产、检测为一体的条纹相机研发基地,目前已成功研制出八种类型的条纹相机,对能源、材料、光生物、光物理、激光技术、高能物理等领域均具有重要的意义,为国家大科学工程、基础前沿和国防安全提供了核心技术保障。/pp 专家组认为,项目组完成了飞秒条纹相机、同步扫描条纹相机和大动态范围条纹相机的研制工作,所有技术指标均达到实施方案规定的考核指标要求,三类条纹相机均已达到实用化,其整体性能达到国际先进水平。项目还建成了设计与仿真平台、电真空器件制备平台、超快电子学技术平台、综合测试与分析评估平台,形成了模块化、小批量条纹相机的研制生产能力,并培养了一支高水平的条纹相机专业化研发团队,专家组同意项目通过验收。 br//pp  2012年1月起,中科院西安光机所启动了“高性能条纹相机的研制”项目,历时多年终于研制成功。验收专家组组长、中国工程院院士刘文清表示,核物理、核聚变等很多超快现象的观测记录,都需要这种高端设备。西安光机所研制的条纹相机,打破了国际上在这种高端检测装备上对我们国家的垄断。从目前条纹相机的整体性能来说,达到了国际先进水平,在电子调控、成像速度等方面达到了国际领先水平。/pp  对于“显微”技术人们并不陌生,这是观测微观世界的空间放大技术,可以“延长”人眼的空间分辨能力,而超高速成像,则是观测瞬态事件的时间放大技术,可以“延长”人眼的时间分辨能力。条纹相机正是实现这一微观和超快过程探测的必要手段,也是唯一同时具备超高时间分辨与高空间分辨的高端科学测量与诊断仪器,更是惯性约束聚变等国家战略高技术研究中不可或缺的诊断仪器。/pp 据了解,条纹相机是同时具备超高时间分辨(皮秒–飞秒级)与高空间分辨(微米级)的唯一高端科学测量与诊断仪器,涉及的仪器和技术已接近物理极限,代表了当前光电诊断技术的最高水平,是实现微观和超快过程探测的必要手段。目前已成功研制出八种类型的条纹相机,满足了不同应用背景和一些特殊应用环境的测量需求。/pp  不过高性能条纹相机项目负责人、中科院西安光机所所长赵卫表示,条纹相机的研制涉及光学、光电子、超快电子学、微电子学、精密机械和计算机等多门学科,研制起点高、难度大,目前国内只有少量单位具备初步的研发能力 而作为十分敏感的尖端技术,条纹相机的国际学术研究成果及器件设备的共享性很低,国外相关的技术对我国实行严格的封锁,对条纹相机也实行严格的出口管制。/p
  • 低噪声、高分辨、高帧速,滨松推出世界首台光子定量科研级相机
    滨松公司利用独有的设计技术,并采用以最新制造技术新研发出的2D CMOS图像传感器,成功研制出拥有0.27e rms的极致低噪声,且具备940万像素(4.6 μm像素尺寸)的超高分辨科研级相机“ORCAⓇ-Quest qCMOSTM C15550-20UP”。由于光电信号转换时的噪声是决定相机检测极限的重要因素,我们通过将噪声抑制到低于光的最小单位光子(光粒),在世界上首次实现了光子数的准确测量,并对所测到的2D光子数进行成像。这将使我们能够更准确地观察离子和中性原子等的量子状态,有望促进以量子计算机(*)等其他量子技术的研究和开发。本产品将于2021年5月20日(星期四)正式上市。※量子计算机:作为量子的离子和中性原子等可处于“即是1又是0”的重叠状态。利用这种特性可以进行并行处理,是一种有望解决目前在时间和规模维度上无法解决问题的计算机。ORCAⓇ-Quest qCMOSTM 相机 C15550-20UP产品概要该产品采用了新研发的高性能2D CMOS图像传感器,是世界上首台实现光子定量的科研级相机。 滨松公司一直从事研发,生产和销售用于微弱荧光,发光现象成像应用的低噪声科研级相机。这次利用滨松独有的设计技术,优化像素结构的设计,并利用先进的精密半导体制造技术,开发了世界首个具有极致低噪声,且高像素数,高分辨率,并可实现高速读取的2D CMOS图像传感器。此外,利用长年积累的低噪声相机电路设计技术,高精度探测器冷却技术,独有的信号处理技术,有效抑制了2D CMOS图像传感器各像素出现的不均匀现象。由此,我们成功地开发了世界首台可实现光子定量,且可获得高可靠性测定结果,有助于推动科学的进步以及未知领域研发的科研级相机。本产品通过对来自离子,中性原子等的光量进行定量成像,可以准确观察其量子状态,有望加速量子计算机为代表的各种量子技术的研究和开发。此外,由于它可以在宽广视场中对极弱的光现象进行成像,也预计有望应用于天文和生命科学领域。今后,我们将面向国内外大学和企业的研究人员进行销售,并在多个领域中开拓2D光子数识别测量的新应用。发射荧光的中性原子(左)和猎户座大星云(右)的成像图像产品特点1、采用新研发的高性能2D CMOS图像传感器利用滨松独有的设计技术和最新的制造技术,成功研发了世界首个具有极致低噪声的2D CMOS图像传感器。此外,采用沟槽结构,将2D CMOS图像传感器的像素一个一个地隔开,减少像素之间的串扰,且通过背照模式同时实现了高量子效率和高分辨率。再有,在具有940万像素的高像素的同时,其信号的读取速度从原来的约27百万像素每秒到约47百万像素每秒,提高了约1.7倍。2、世界上首台实现2D光子数识别测量的相机利用滨松长年积累的相机低噪声电路设计技术,高精度传感器冷却技术和独有的信号处理技术,通过抑制每个像素的电特性变动,最大限度发挥了2D CMOS图像传感器的性能。 以上种种,我们成功研发了世界首台用于2D光子数识别测量,实现噪音为传统产品约三分之一,仅0.27e rms的极致低噪声科研级相机。研发背景滨松公司自1980年以来一直研发,生产并销售低噪声的科研级相机。目前为生命科学等学术领域以及工厂自动化领域等需要对极弱荧光和发光现象进行成像技术的各种场景提供产品。为满足市场对进一步降低噪声的要求,我们致力研发具备极致的低噪声,并实现了2D光子数字计测的科研级相机。主要规格
  • 国内首套芬兰SPECIM植物荧光高光谱相机AisaIBIS于河北省科学院成功安装并顺利验收
    2017年3月中旬,中国套芬兰SPECIM植物荧光高光谱相机AisaIBIS在河北省科学院地理科学研究所孙雷刚老师课题组成功安装并顺利验收,这次安装也受到了国内植物荧光研究领域的专家学者的高度关注,林业局、中科院遥感所以及北京师范大学等机构的专家亲临现场,指导参观。地理科学研究所孙雷刚老师(左三)进行植物荧光高光谱相机AisaIBIS功能体验 欧洲太空局(ESA)有一项地球探测计划“荧光探测任务”FLEX。这个计划旨在提供全球植被荧光图,用于探测植物的光合作用活力。作为此计划的子任务,ESA需要一个新型探测相机。芬兰SPECIM和德国的尤里希研究中心针对此项计划合作研发出植物荧光高光谱相机AisaIBIS。这款相机可以根据夫琅禾费荧光探测法的原理进行太阳诱导荧光的探测,微弱的荧光信号在670-780nm这段特定光谱区间中的两个氧气吸收波谷处被探测出。通过运用SPECIM的高透光率(F/1.7)的成像光谱仪以及新型的摄像探测技术SCMOS,即使快速成像的飞行状态中,AisaIBIS在拥有超高的光谱采样精度(0.11nm)和好的成像质量的同时,也具有低噪声,高动态采集范围以及的信噪比的优点。因此,这款高光谱成像仪可以在地面或空中对小到一片叶子大到整个生态系统进行光合作用活性探测。河北地理所AisaIBIS安装培训现场 河北地理所的孙雷刚老师将使用AisaIBIS着重研究地面农作物生长状态,通过检测农作物不同阶段、不同时间的荧光数据,建立生长状态预测模型,在植物荧光领域进一步开拓研究。孙老师对芬兰SPECIM及QDC工程师在高光谱领域的专业性以及对待工作高度敬业的态度表达了赞赏,我们也祝愿孙雷刚老师在未来的科研工作中取得更多的成就。相关产品链接:芬兰SPECIM高光谱航空遥感成像系统http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C160539.htm芬兰SPECIM工业高光谱相机http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C265811.htm更多产品信息请到公司在本站内主页:QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/
  • 走进牛津仪器ANDOR:普通相机到科学相机,为“弱光成像”点亮科技之光
    1989年,ANDOR在贝尔法斯特女王大学创立,总部设立在北爱尔兰的贝尔法斯特, 致力于为学术、工业和政府机构客户提供专业的光学探测解决方案和优质服务。上世纪八十年代,在贝尔法斯特女王大学物理系,ANDOR创始人Donal Denvir在研究工作时发现当时应用的相机不能满足他们的实验需求,因此开发研制了一台全真空密封的相机供自己使用,新研制的相机成功应用于各种成像和光谱研究。此后,女王大学的其他研究团队和众多其他高校研究人员也对此类相机产生了科研需求。此背景下,1989年,ANDOR在贝尔法斯特女王大学创立,总部设立在北爱尔兰的贝尔法斯特, 致力于为学术、工业和政府机构客户提供专业的光学探测解决方案和优质服务。创立32年以来,这家从实验室成功转化的企业已取得系列亮眼成绩,如2000年推出EMCCD相机,为单光子探测、多维活细胞显微观察等应用提供了强大而经济的解决方案,在生命科学等领域被广泛应用;2009年,联合推出sCOMS相机,被广泛应用于物理科学、生命科学、材料科学、工业等领域;2015年,ANDOR推出高速共聚焦显微成像系统Dragonfly,并在市场上取得巨大的成功。2015年,ANDOR加入牛津仪器,引领牛津仪器战略扩展至纳米生物领域。2020-2021两年期间,ANDOR中国实施多项调整措施,发挥出色供应链管理能力,进一步满足国内科研工作者的需求。如上,ANDOR已经发展成为科学成像、光谱解决方案和显微系统的全球知名品牌。其产品技术应用广泛,涵盖物理科学、生命科学,以及工业等领域。为全面认识ANDOR,BCEIA 2021期间,仪器信息网采访了牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞,请其分享了他眼中的ANDOR,及ANDOR在中国市场的本土化发展现状。访谈现场(右:牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞)从普通相机到科学相机:解决“弱光”、“快速”问题我们生活中常见的单反相机等普通相机与ANDOR主要产品技术的科学相机原理相同,都是一种利用光学成像原理形成影像并记录影像的设备。但也有许多不同之处,为便于理解,本次的访谈首先从结构功能和解决哪些问题两方面谈了科学相机的“科学”之处。结构功能方面的两点不同首先,科学相机的芯片尺寸更大。这意味着可以获得的光子数目更多,更灵敏的探测到光信号,即承载光子的能力越强。如此,在弱光条件下,科学相机相比普通相机,就可以展示其弱光成像的优势。其次,科学相机整体尺寸也更大,这与其配置更多智能化功能有关。比如,在傍晚使用普通相机拍照时,需要较长时间的曝光量,而科学相机或许只需几个毫秒就可以达到更高的清晰度。这是由于科学相机更高的灵敏度,除了芯片更大,另外基于ANDOR的UltraVac技术,将芯片密封于一个真空腔中,与外部环境间的热交换控制在低水平,得以实现对芯片的深制冷,芯片噪声极大下降,进而大大降低了图像的噪点。科学相机主要解决的三个科学问题首先,科学相机解决的更多的是“弱光”成像问题,这是普通相机无法企及的。其次,科学相机可以解决动态范围大的问题,动态范围即在一个视场下最强信号与最弱信号的比值,比值越大,则包容的信息越多,更容易得到各层次都清晰的图像。比如拍摄火焰,普通相机会过曝,而科学相机则可以通过一定的方法,将火焰的每个层次都拍出来,这对于航天发动机的研究中通过火焰成像反演浓度配比、工艺等都十分重要。第三,科学相机可以解决“快”的问题,单反相机连拍功能可以每秒连拍几张照片,而科学相机则可以达到成千上万幅的帧速。而快速成像在物理科学、生命科学等领域都有着广泛的应用。光信号→电信号→数字信号拓展来讲,所有相机的功能都是一样的,就是把光信号转变成电子信号,然后电子信号再通过数位数模转换,转换成数字信号,所以我们看到的图像都是不同信号强度呈现的结果。科学相机大部分的探测器范围在200nm-1100nm之间,在这个波长范围内的光,科学相机都可以探测到。如果超出此范围,则可以在相机探测器前加一个材料(如晶体)将光的波长转换成可以探测的范围内,进而便可以用科学相机观测。比如,电镜中成像的相机,由于发射的二次电子等电子波长超出了科学相机的探测范围,因此往往会在探测器前加一个闪烁体,将其转变成科学相机可以探测的波长进而将信号转变成电信号,再通过数位数模转换成数字信号,最终得到电镜图像。ANDOR业务布局:纵向基于弱光成像,横向围绕多学科交叉纵向:围绕弱光、快速成像的五大产品线从产品层面而言,ANDOR希望产品技术契合的是“弱光”、“快速”成像领域。围绕“弱光”、“快速”,ANDOR推出一系列产品技术方案,并广泛应用于物理科学、生命科学等领域。“弱光”方面,比如EMCCD相机,在物理科学领域可以用于天文观测,通过观测一些恒星微弱的光变,来帮助科学家探寻系外星系。近年来,EMCCD相机在量子光学领域也被大量应用,主要用于冷原子的拍摄,进而探索原子更多纯粹的性能,这些都解决了“弱光”的问题。“快速”方面,是大多数科学研究领域都需要的技术需求。比如ANDOR于2009年推出的sCOMS相机在生命科学领域,应用于DNA测序、高内涵、高通量药物筛选,这些都需要快速的筛选速度,拍摄每秒上百幅的帧频,以极大提高观测的通量。天文观测时,大气抖动会导致星星闪烁,要消除这一现象,可以采用幸运成像的方式,将曝光时间调至很短,如毫秒级,不断拍摄,然后通过后期软件处理得到更清晰图像。再如,生命科学应用中的钙离子成像,通过电火花信号传导,过程很快,也需要短时间内快速拍摄多幅图像,才能通过图像分析整个动态过程。围绕“弱光”与“快速”,ANDOR产品主要涵盖五大类。一是科学相机,基于弱光成像,相关型号比较丰富,从灵敏度高的可以探测到单光子级别的EMCCD,到业内广为使用的sCMOS相机,再到应用于需要长时间曝光的极弱光实验的专用CCD等。产品囊括观测范围小至细胞观察,大至整个宇宙星系观测的科学相机。二是光谱,主要包括光谱仪、紫外-近红外-短波红外光谱相机、光谱附件等。如2019年ANDOR推出智能化光谱仪,利用Adaptive Optics技术,给用户提供了区别于传统光谱仪的智能对焦功能,帮用户简化实验、操作更容易。三是显微成像系统,其中就包括2016年获得R&D 100(国际科技研发领域极为推崇的科技研发奖)的Dragonfly转盘共聚焦成像系统,其扫描速度相比传统点扫描快10倍以上,在市场上被广泛认可,并取得巨大成功。同时,ANDOR收购了Spectra Instrument公司,其Borealis™ 均匀化照明技术帮助ANDOR在显微成像均匀度方面脱颖而出,从小尺寸的细胞到大尺寸的组织等成像方面都具有明显优势。四是Imaris图像分析软件,在多维图像处理领域,三维、四维图像处理软件的客户主要是生命科学研究者,这些研究者用Imaris进行跟踪分析从而得到想要的结果,且该软件可以和高速共聚焦成像平台联合使用。具体应用包括细胞之间动态化研究、神经免疫学、癌症治疗研究等。五是光学恒温器,该产品系列今年首次纳入ANDOR,来自牛津仪器纳米科学部门。该产品系列主要服务于物理科学,为科学家提供从3k到500k范围的低温环境从事相关研究,比如,拉曼光谱、荧光光谱、太赫兹、傅里叶红外光谱等手段表征时,样品材料需要在低温条件下才能更加显著的吸收信号,而光学恒温器就为这些实验提供合适的低温环境。横向:多学科交叉发展下的三大应用领域从产品应用领域而言,当下,物理科学与生命科学在许多场景下结合紧密。时下火热的超分辨成像技术多数便是一群物理学家在开发生命科学领域的应用仪器。如STED成像技术、SIM成像技术、单分子开关技术等,无一例外都利用了物理科学的一些方法。而ANDOR也是物理科学背景起家,基于对产品的理解,为生命科学家们开发出一系列生命科学的仪器。未来,各学科之间的交叉将会越来越多,科学仪器领域相关交叉表现也十分明显。比如,以往的光谱仪并没有配置显微镜,主要通过拉曼、荧光光谱等检测一些晶体或块状样品。而随着整个研究向微观尺度的发展,拉曼光谱等逐渐开始与电镜、原子力显微镜等联用,以进一步解决纳米尺度的科学问题。从此角度而言,ANDOR也在以仪器为核心,探寻各类仪器之间的契合点,并不断开发或拓展能够满足未来科学发展融合需求的仪器技术或解决方案。基于此,ANDOR主要业务可分为三大应用方向,即生命科学、物理科学,以及工业三大领域。针对个性需求,设立“客户需求定制部门”ANDOR科学相机等产品经常可以搭配在其他仪器上使用,ANDOR会有许多对产品设计有个性化需求的客户。针对此,除了要求每一位销售/售后工程师都具备丰富的产品知识、客户应用知识,ANDOR还特别设置了“客户需求定制部门”,为工业合作伙伴的特殊需求提供便利。比如,ANDOR已有的科学相机、光谱商品化产品可能不能符合这些客户需求,相关个性需求包括:个性外壳需求、公司VI喷涂、不同功能模块的选配、光谱范围的定制等,客户需求定制部门则可以与客户进行沟通并尽量满足。而定制化能力也是ANDOR长期专注于工业领域解决方案的一个基础。ANDOR在中国:科学相机保有量超5000台,加速本土化发展业绩同比增30%,中国业绩占比20%牛津仪器在过去20年,具有保持每年20%左右增长的不俗表现,而ANDOR的业绩表现也十分亮眼。据朱飞介绍,ANDOR中国在去年业绩受疫情影响不大,今年更是通过内部的快速调整、人员架构的变动、新品发布等措施,目前业绩已实现相比去年同期30%的增长。从全球布局来看,ANDOR全球业务按地区分为北美洲、欧洲、亚太,三者基本三分天下,而中国市场业绩占比约近20%,已成为ANDOR重要的市场之一。ANDOR在中国,除了20余位销售和应用团队的支持,也在2016年成立中国客户服务中心,解决维修等本土化售后问题。同时,为便于更好的售后服务落地,ANDOR中国的售后应用团队规模还在不断壮大。各兄弟部门之间协同合作,提供更全面解决方案2015年,ANDOR加入牛津仪器,随之ANDOR在人事、财务、市场推广等方面得到牛津仪器的大力支持。牛津仪器各个业务部门之间定期会有产品技术培训、市场信息、客户关系等方面的沟通交流活动,为客户提供更加专业高效的服务。例如ANDOR和纳米科学部门在量子领域、ANDOR 和 AR部门在生命科学领域等都可以有很多灵活的合作方式。 同时各业务部门之间会定期安排内部分享会,分享产品技术,增进相互了解与合作;分享各自业务,便于为各自覆盖的用户提供更全面的解决方案,帮助业务得到更好的拓延等。典型的案例就是,牛津仪器在锂电领域开展的综合解决方案便融合了纳米分析、原子力显微镜、拉曼光谱等系列相关技术。ANDOR科学相机中国保有量超5000台!加速中国本土化发展谈及ANDOR中国客户的印象,朱飞回顾道,自己入行15年有余,见证了中国科学家用户的快速成长,从最初许多的跟随发展,到目前中国科学家在许多领域的领衔发展。尤其是近几年,中国在生命科学、量子科学等领域已经走在世界前列,甚至引领世界向前发展。ANDOR也很荣幸能通过一些仪器技术为这些科学家的研究发展不断助力。伴随在中国市场的长期耕耘,ANDOR十分重视中国本土化发展。对于中国本土化建设,朱飞表示,第一,要培养本土化的人才。首先是销售,ANDOR的销售不仅可以做产品演示,也可以做产品安装,甚至走出去也是某一个行业的专家,为客户分享ANDOR产品知识及广泛应用。而售后应用工作者则除了了解产品知识,也需要充分学习客户的研究与应用,为客户的需求提供更加合理的解决方案。第二,要保障售后的落地与高效。根据近期的统计,ANDOR在中国市场科学相机的保有量大概超过5000台!如此庞大的基数和时间积累,难免有故障需要维修。如上文提到,ANDOR已经实现本地维修,为客户提供便捷的售后服务,使服务周期由几个月降至一周以内,帮助客户节省时间与金钱成本。第三,通过相关培训,提高ANDOR中国团队的软实力。越来越多的本土化思维与理念,对团队进行系统培训,不仅仅是产品知识,还包括管理能力、演讲能力、英文口语能力、销售技巧等全方位的培训,让团队每一位员工找到自己的价值,ANDOR希望为大家提供一个共同学习进步的平台,为大家创造更多机会,实现个体与公司共同成长。
  • 走进牛津仪器ANDOR:普通相机到科学相机,为“弱光成像”点亮科技之光
    上世纪八十年代,在贝尔法斯特女王大学物理系,ANDOR创始人Donal Denvir在研究工作时发现当时应用的相机不能满足他们的实验需求,因此开发研制了一台全真空密封的相机供自己使用,新研制的相机成功应用于各种成像和光谱研究。此后,女王大学的其他研究团队和众多其他高校研究人员也对此类相机产生了科研需求。此背景下,1989年,ANDOR在贝尔法斯特女王大学创立,总部设立在北爱尔兰的贝尔法斯特, 致力于为学术、工业和政府机构客户提供专业的光学探测解决方案和优质服务。ANDOR总部创立32年以来,这家从实验室成功转化的企业已取得系列亮眼成绩,如2000年推出EMCCD相机,为单光子探测、多维活细胞显微观察等应用提供了强大而经济的解决方案,在生命科学等领域被广泛应用;2009年,联合推出sCOMS相机,被广泛应用于物理科学、生命科学、材料科学、工业等领域;2015年,ANDOR推出高速共聚焦显微成像系统Dragonfly,并在市场上取得巨大的成功。2015年,ANDOR加入牛津仪器,引领牛津仪器战略扩展至纳米生物领域。2020-2021两年期间,ANDOR中国实施多项调整措施,发挥出色供应链管理能力,进一步满足国内科研工作者的需求。如上,ANDOR已经发展成为科学成像、光谱解决方案和显微系统的全球知名品牌。其产品技术应用广泛,涵盖物理科学、生命科学,以及工业等领域。为全面认识ANDOR,BCEIA 2021期间,仪器信息网采访了牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞,请其分享了他眼中的ANDOR,及ANDOR在中国市场的本土化发展现状。访谈现场(右:牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞)从普通相机到科学相机:解决“弱光”、“快速”问题我们生活中常见的单反相机等普通相机与ANDOR主要产品技术的科学相机原理相同,都是一种利用光学成像原理形成影像并记录影像的设备。但也有许多不同之处,为便于理解,本次的访谈首先从结构功能和解决哪些问题两方面谈了科学相机的“科学”之处。结构功能方面的两点不同首先,科学相机的芯片尺寸更大。这意味着可以获得的光子数目更多,更灵敏的探测到光信号,即承载光子的能力越强。如此,在弱光条件下,科学相机相比普通相机,就可以展示其弱光成像的优势。其次,科学相机整体尺寸也更大,这与其配置更多智能化功能有关。比如,在傍晚使用普通相机拍照时,需要较长时间的曝光量,而科学相机或许只需几个毫秒就可以达到更高的清晰度。这是由于科学相机更高的灵敏度,除了芯片更大,另外基于ANDOR的UltraVac专利技术,将芯片密封于一个真空腔中,与外部环境间的热交换控制在最低水平,得以实现对芯片的深制冷,芯片噪声极大下降,进而大大降低了图像的噪点。科学相机主要解决的三个科学问题首先,科学相机解决的最多的是“弱光”成像问题,这是普通相机无法企及的。其次,科学相机可以解决动态范围大的问题,动态范围即在一个视场下最强信号与最弱信号的比值,比值越大,则包容的信息越多,更容易得到各层次都清晰的图像。比如拍摄火焰,普通相机会过曝,而科学相机则可以通过一定的方法,将火焰的每个层次都拍出来,这对于航天发动机的研究中通过火焰成像反演浓度配比、工艺等都十分重要。第三,科学相机可以解决“快”的问题,单反相机连拍功能可以每秒连拍几张照片,而科学相机则可以达到成千上万幅的帧速。而快速成像在物理科学、生命科学等领域都有着广泛的应用。光信号→电信号→数字信号拓展来讲,所有相机的功能都是一样的,就是把光信号转变成电子信号,然后电子信号再通过数位数模转换,转换成数字信号,所以我们看到的图像都是不同信号强度呈现的结果。科学相机大部分的探测器范围在200nm-1100nm之间,在这个波长范围内的光,科学相机都可以探测到。如果超出此范围,则可以在相机探测器前加一个材料(如晶体)将光的波长转换成可以探测的范围内,进而便可以用科学相机观测。比如,电镜中成像的相机,由于发射的二次电子等电子波长超出了科学相机的探测范围,因此往往会在探测器前加一个闪烁体,将其转变成科学相机可以探测的波长进而将信号转变成电信号,再通过数位数模转换成数字信号,最终得到电镜图像。ANDOR业务布局:纵向基于弱光成像,横向围绕多学科交叉纵向:围绕弱光、快速成像的五大产品线从产品层面而言,ANDOR希望产品技术契合的是“弱光”、“快速”成像领域。围绕“弱光”、“快速”,ANDOR推出一系列产品技术方案,并广泛应用于物理科学、生命科学等领域。“弱光”方面,比如EMCCD相机,在物理科学领域可以用于天文观测,通过观测一些恒星微弱的光变,来帮助科学家探寻系外星系。近年来,EMCCD相机在量子光学领域也被大量应用,主要用于冷原子的拍摄,进而探索原子更多纯粹的性能,这些都解决了“弱光”的问题。“快速”方面,是大多数科学研究领域都需要的技术需求。比如ANDOR于2009年推出的sCOMS相机在生命科学领域,应用于DNA测序、高内涵、高通量药物筛选,这些都需要快速的筛选速度,拍摄每秒上百幅的帧频,以极大提高观测的通量。天文观测时,大气抖动会导致星星闪烁,要消除这一现象,可以采用幸运成像的方式,将曝光时间调至很短,如毫秒级,不断拍摄,然后通过后期软件处理得到更清晰图像。再如,生命科学应用中的钙离子成像,通过电火花信号传导,过程很快,也需要短时间内快速拍摄多幅图像,才能通过图像分析整个动态过程。围绕“弱光”与“快速”,ANDOR产品主要涵盖五大类。一是科学相机,基于弱光成像,相关型号最为丰富,从灵敏度最高的可以探测到单光子级别的EMCCD,到业内广为使用的sCMOS相机,再到应用于需要长时间曝光的极弱光实验的专用CCD等。产品囊括观测范围小至细胞观察,大至整个宇宙星系观测的科学相机。二是光谱,主要包括光谱仪、紫外-近红外-短波红外光谱相机、光谱附件等。如2019年ANDOR推出智能化光谱仪,利用Adaptive Optics技术,给用户提供了区别于传统光谱仪的智能对焦功能,帮用户简化实验、操作更容易。三是显微成像系统,其中就包括2016年获得R&D 100(国际科技研发领域极为推崇的科技研发奖)的Dragonfly转盘共聚焦成像系统,其扫描速度相比传统点扫描快10倍以上,在市场上被广泛认可,并取得巨大成功。同时,ANDOR收购了Spectra Instrument公司,其Borealis™ 均匀化照明技术帮助ANDOR在显微成像均匀度方面脱颖而出,从小尺寸的细胞到大尺寸的组织等成像方面都具有明显优势。四是Imaris图像分析软件,在多维图像处理领域,三维、四维图像处理软件的客户主要是生命科学研究者,这些研究者用Imaris进行跟踪分析从而得到想要的结果,且该软件可以和高速共聚焦成像平台联合使用。具体应用包括细胞之间动态化研究、神经免疫学、癌症治疗研究等。五是光学恒温器,该产品系列今年首次纳入ANDOR,来自牛津仪器纳米科学部门。该产品系列主要服务于物理科学,为科学家提供从3k到500k范围的低温环境从事相关研究,比如,拉曼光谱、荧光光谱、太赫兹、傅里叶红外光谱等手段表征时,样品材料需要在低温条件下才能更加显著的吸收信号,而光学恒温器就为这些实验提供合适的低温环境。横向:多学科交叉发展下的三大应用领域从产品应用领域而言,当下,物理科学与生命科学在许多场景下结合紧密。时下火热的超分辨成像技术多数便是一群物理学家在开发生命科学领域的应用仪器。如STED成像技术、SIM成像技术、单分子开关技术等,无一例外都利用了物理科学的一些方法。而ANDOR也是物理科学背景起家,基于对产品的理解,为生命科学家们开发出一系列生命科学的仪器。未来,各学科之间的交叉将会越来越多,科学仪器领域相关交叉表现也十分明显。比如,以往的光谱仪并没有配置显微镜,主要通过拉曼、荧光光谱等检测一些晶体或块状样品。而随着整个研究向微观尺度的发展,拉曼光谱等逐渐开始与电镜、原子力显微镜等联用,以进一步解决纳米尺度的科学问题。从此角度而言,ANDOR也在以仪器为核心,探寻各类仪器之间的契合点,并不断开发或拓展能够满足未来科学发展融合需求的仪器技术或解决方案。基于此,ANDOR主要业务可分为三大应用方向,即生命科学、物理科学,以及工业三大领域。针对个性需求,设立“客户需求定制部门”ANDOR科学相机等产品经常可以搭配在其他仪器上使用,ANDOR会有许多对产品设计有个性化需求的客户。针对此,除了要求每一位销售/售后工程师都具备丰富的产品知识、客户应用知识,ANDOR还特别设置了“客户需求定制部门”,为工业合作伙伴的特殊需求提供便利。比如,ANDOR已有的科学相机、光谱商品化产品可能不能符合这些客户需求,相关个性需求包括:个性外壳需求、公司VI喷涂、不同功能模块的选配、光谱范围的定制等,客户需求定制部门则可以与客户进行沟通并尽量满足。而定制化能力也是ANDOR长期专注于工业领域解决方案的一个基础。ANDOR在中国:科学相机保有量超5000台,加速本土化发展业绩同比增30%,中国业绩占比20%牛津仪器在过去20年,具有保持每年20%左右增长的不俗表现,而ANDOR的业绩表现也十分亮眼。据朱飞介绍,ANDOR中国在去年业绩受疫情影响不大,今年更是通过内部的快速调整、人员架构的变动、新品发布等措施,目前业绩已实现相比去年同期30%的增长。从全球布局来看,ANDOR全球业务按地区分为北美洲、欧洲、亚太,三者基本三分天下,而中国市场业绩占比约近20%,已成为ANDOR最重要的市场之一。ANDOR在中国,除了20余位销售和应用团队的支持,也在2016年成立中国客户服务中心,解决维修等本土化售后问题。同时,为便于更好的售后服务落地,ANDOR中国的售后应用团队规模还在不断壮大。各兄弟部门之间协同合作,提供更全面解决方案2015年,ANDOR加入牛津仪器,随之ANDOR在人事、财务、市场推广等方面得到牛津仪器的大力支持。牛津仪器各个业务部门之间定期会有产品技术培训、市场信息、客户关系等方面的沟通交流活动,为客户提供更加专业高效的服务。例如ANDOR和纳米科学部门在量子领域、ANDOR 和 AR部门在生命科学领域等都可以有很多灵活的合作方式。 同时各业务部门之间会定期安排内部分享会,分享产品技术,增进相互了解与合作;分享各自业务,便于为各自覆盖的用户提供更全面的解决方案,帮助业务得到更好的拓延等。典型的案例就是,牛津仪器在锂电领域开展的综合解决方案便融合了纳米分析、原子力显微镜、拉曼光谱等系列相关技术。ANDOR科学相机中国保有量超5000台!加速中国本土化发展谈及ANDOR中国客户的印象,朱飞回顾道,自己入行15年有余,见证了中国科学家用户的快速成长,从最初许多的跟随发展,到目前中国科学家在许多领域的领衔发展。尤其是近几年,中国在生命科学、量子科学等领域已经走在世界前列,甚至引领世界向前发展。ANDOR也很荣幸能通过一些仪器技术为这些科学家的研究发展不断助力。伴随在中国市场的长期耕耘,ANDOR十分重视中国本土化发展。对于中国本土化建设,朱飞表示,第一,要培养本土化的人才。首先是销售,ANDOR的销售不仅可以做产品演示,也可以做产品安装,甚至走出去也是某一个行业的专家,为客户分享ANDOR产品知识及广泛应用。而售后应用工作者则除了了解产品知识,也需要充分学习客户的研究与应用,为客户的需求提供更加合理的解决方案。第二,要保障售后的落地与高效。根据近期的统计,ANDOR在中国市场科学相机的保有量大概超过5000台!如此庞大的基数和时间积累,难免有故障需要维修。如上文提到,ANDOR已经实现本地维修,为客户提供便捷的售后服务,使服务周期由几个月降至一周以内,帮助客户节省时间与金钱成本。第三,通过相关培训,提高ANDOR中国团队的软实力。越来越多的本土化思维与理念,对团队进行系统培训,不仅仅是产品知识,还包括管理能力、演讲能力、英文口语能力、销售技巧等全方位的培训,让团队每一位员工找到自己的价值,ANDOR希望为大家提供一个共同学习进步的平台,为大家创造更多机会,实现个体与公司共同成长。
  • 滨松推出高信噪比科研级sCMOS相机ORCA-Fusion
    2018年11月1日,滨松全球同步发布了一款最新的高速、高灵敏、定量sCMOS相机——ORCA-Fusion。冠以了“ORCA”的名号,当然也继承了家族的优良“基因”。承袭前辈ORCA-Flash 4.0,ORCA-Fusion拥有着一如既往的高帧速: 100帧/秒 @470万像素 89.1帧/秒 @530万像素 此外,最为突出的,则是此次在ORCA-Fusion上得以大幅提升的信噪比: 最低0.7e(rms)读出噪声 QE/读出噪声比值高至1.14如何炼成优秀的图像质量? 图像质量是成像中的一个核心关注点,可以通过两个概念予以评价——分辨率和信噪比。ORCA-Fusion具有530万像素(2304x2304),配合6.5um的像素尺寸,可以提供非常出色的分辨率。而信噪比方面要怎样做到提升呢? 关于相机成像的信噪比,主要与4个因素相关: (1)样品信号的强度和显微镜物镜等光学系统对信号的收集能力; (2)曝光时间,一般而言,延长曝光时间会带来信噪比的上升,但会牺牲帧速; (3)量子效率; (4)读出噪声。从相机的角度,量子效率与读出噪声分别对应了信号与噪声,其比值越高,信噪比也就越高。完美的定量相机(Quantitative Camera)一直是滨松孜孜不倦追求的方向,而信噪比的不断提升则是其中的核心——在保证高量子效率的同时,ORCA-Fusion在噪声控制上精耕细作,将读出噪声降低至0.7e rms/0.6e median这样的水平,使得QE/读出噪声比值提升至1.33。这也使得ORCA-Fusion一经面世,就超过之前所有的sCMOS相机前辈,一跃领先。而不同于许多同类产品降低帧速以保障信噪比的做法,滨松不仅做到了行业巅峰的信噪比,在速度上也绝不妥协,ORCA-Fusion的像素读出频率高达470MHz,在2304x2048(470万像素)这样的分辨率下能够做到100帧/秒,选择合适大小的ROI甚至能将帧速提升至41000帧/秒。 以下为新鲜出炉的样片:继续定义“高帧速” 除了信噪比,帧速在许多成像应用(如lightsheet)中也至关重要。上文提到了,ORCA-Fusion作为滨松系列科研相机ORCA家族的新成员,继承了优良“基因”,维持令业界欣羡的高帧速特性。 像素读出速度(即全幅帧速 x 像素数目)高达470MHz,相对CCD相机时代常见的20MHz自然不能同日而语,即使是比主流高端sCMOS相机的420MHz(100帧/秒 @ 2048x2048)也提升了12%。 ORCA-Fusion的全幅帧速为89.1帧/秒 @ 2304x2304;选取合适的ROI(如2304x2048)时能够获得更高的帧速(如100帧/秒)。另外由于Fusion本身具有的高速性能,彻底摒弃了传统sCMOS从两边读出的方式,改掉了ROI开窗位置不同帧速就不同的老毛病,率先做到了“从一而终”的读出方式。一方面,实现了任意位置取相同大小的ROI,帧速均相同;另一方面,大大提高了Lightsheet模式的读出速度。 高分辨率,看清更深处的细节 以上这张图就出自ORCA-fusion,在分辨率提升至2304×2304(530万像素)后,图像变得更加清晰,细节也得以更好的体现。 我们再来看看下面的图片,对同样视野大小拍摄的荧光小球,放大后可以看到更突出的细节,比市面上的背照式sCMOS相机清晰度高出一倍。此外,ORCA-fusion还在一些细节上进行了完善。如为更加方便支撑结构的使用和设计,整体机身的重量降至了1.2kg。
  • 低噪声、高分辨、高帧速——记优秀新品滨松ORCA-Quest qCMOS相机
    为了将在中国仪器市场上推出的、创新性比较突出的国内外仪器产品全面、公正、客观地展现给广大的国内用户,同时,鼓励各仪器厂商积极创新、推出满足中国用户需求的仪器新品,仪器信息网自2006年发起“优秀新品”评选活动,至今已成功举办十六届。发展至今,该奖项也成为了国内外科学仪器行业最权威的奖项之一,获奖名单被多个政府部门采信。2022年度“优秀新品”评选活动正在进行中,2022下半年入围名单已公布(详情链接)。值此之际,一起再来回顾下往届年度优秀新品奖获得者们吧! 本期带您回顾的是2021年度“优秀新品”获奖产品:滨松 C15550-20UP ORCA-Quest qCMOS相机。2021年度共有711台仪器参与“优秀新品”奖项评选,在“技术评审委员会主席团”的监督下,经仪器信息网“专业编辑团”初审、“网络评审团”评审、“技术评审委员会”终审,确定12台仪器获奖。其中,滨松 C15550-20UP ORCA-Quest qCMOS相机脱颖而出。滨松 C15550-20UP ORCA-Quest qCMOS相机介绍:C15550-20UP是一款采用qCMOS图像传感器的科研相机,能够使用新开发的专用技术解析光电子的数量,这些特点使得其在定量成像方面有着无可比拟的效果,可应用于离子阱、量子点成像、冷原子、单分子测幅成像等多个领域。ORCA-Quest qCMOS相机特点如下:(1)极低的噪音表现ORCA-Quest qCMOS相机已针对传感器的各个方面(从结构到电子器件)进行了设计和优化,其读出噪声已经最低可达0.27个电子。(2)实现光子数解析(PNR)输出 ORCA-Quest qCMOS相机使用先进的摄像头技术对光电子进行计数,并提供0.27电子rms的超低读出噪声。随着温度和时间变化,其性能依然保持稳定,并且对每个像素值进行单独校准和实时校正。(3)采用背照式结构,具有高分辨率 ORCA-Quest qCMOS相机的传感器具有背照式结构,可实现高量子效率,并且通过沟槽式结构,每个沟槽内只放一个像素,从而来减少串扰。(4)实现大像素和高速读出 ORCA-Quest qCMOS相机不仅可以获取PC级图像,还可以获取9.4兆像素的光子数解析图像。此外,其能够以约47兆像素/秒的速度实现光子数解析成像。滨松科学仪器及学术领域负责人雷震发表获奖感言:
  • 490万!北京师范大学计划采购卡焦三通道测光终端CCD相机
    一、项目基本情况项目编号:XHTC-HW-2022-1570项目名称:北京师范大学卡焦三通道测光终端CCD相机采购预算金额:490.0000000 万元(人民币)采购需求:简要规格描述或项目基本概况介绍数量预算金额(万元)是否接受进口产品两款相机CCD探测器选型均需基于高性能科学级背照式专业CCD探测器,感光优化波段分别为紫外增强波段和可见光增强波段,具体详见采购需求。1批490是合同履行期限:自合同签订生效后开始至双方合同义务完全履行后截止。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求:1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;2.落实政府采购政策需满足的资格要求:本项目不属于专门面向中小企业采购项目3.本项目的特定资格要求:(1)单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商,不得同时参加本项目;(2)为本项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商,不得参加本项目;(3)通过“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)、中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)和国家企业信用信息公示系统(www.gsxt.gov.cn)查询信用记录(截止时间点为投标截止时间),被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单或政府采购严重违法失信行为记录名单的供应商,没有资格参加本项目的采购活动。三、获取招标文件时间:2022年11月04日 至 2022年11月11日,每天上午9:00至12:00,下午13:00至16:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:北京市海淀区莲花池东路39号西金大厦11层新华招标有限公司方式:需携带法人授权书原件及被授权人身份证复印件加盖公章。文件售后不退。未从采购代理机构获取招标文件并登记在案的潜在投标人均无资格参加投标。售价:¥200.0 元,本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间:2022年11月25日 09点30分(北京时间)开标时间:2022年11月25日 09点30分(北京时间)地点:北京市海淀区莲花池东路39号西金大厦11层新华招标有限公司五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1、本公告在中国政府采购网(http://www.ccgp.gov.cn)上发布。2、采购项目需要落实的政府采购政策:节约能源、保护环境、扶持不发达地区和少数民族地区、促进中小企业发展、支持监狱企业发展、促进残疾人就业、完善中央高校科研仪器设备采购管理等。3、获取招标文件及提交投标保证金或代理服务费的账户信息(办款时请注明项目编号):项目编号:XHTC-HW-2022-1570户 名:新华招标有限公司开 户 行:广发银行股份有限公司北京科学园支行账 号:6232593799006157823(特别提示:该账号为我公司针对本项目的唯一账号,与我公司其它项目账号不同,请勿汇错账号!因汇错账号导致的无效等后果,由投标人自行承担)4、新华招标有限公司地 址:北京市海淀区莲花池东路39号西金大厦11层邮 编:100036E-mail: lishuo@xhtc.com.cn电 话:010-63905999传 真:010-63905988联 系 人:叶子青、李硕、杜女士 010-63905977七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:北京师范大学     地址:北京市海淀区新街口外大街19号        联系方式:滕老师 zfcg@bnu.edu.cn      2.采购代理机构信息名 称:新华招标有限公司            地 址:北京市海淀区莲花池东路39号西金大厦11层            联系方式:叶子青、李硕、杜女士 010-63905977            3.项目联系方式项目联系人:叶子青、李硕、杜女士电 话:  010-63905977
  • 中国人的中子照相机诞生记
    上个世纪90年代,如今已成为中国科学院院士的吴宜灿曾拒绝国外研发机构的多次邀请,放弃优厚待遇回到祖国。2020年,如今已成为凤麟核集团科研骨干的宋婧、师雪艳和一群年纪相仿的志同道合者,放弃手里的“铁饭碗”。两代人,走了两条告别“舒适区”的相似道路。在两条道路的交点处,高分辨率智能中子照相机应际而生。“凭什么中国人就干不成”中子,是开启核能利用的“钥匙”,也是构成原子乃至整个物质世界的基本粒子。中子本身不带电荷,具有很强的穿透能力,可以有效解决其他检测技术无法开展大厚部件缺陷或杂质无损检测的难题,快速精准识别物质成分。另外,中子学软件是核科学技术的核心载体,是核系统设计创新、安全评价的重要工具。自主化中子学软件的缺乏,曾严重制约着我国核技术行业的发展。吴宜灿深知,发展先进中子学理论、实现我国中子学软件及中子技术自主化有多么紧迫。“外国人能干的事情,凭什么中国人就干不成?不仅要干,干的还要比国外好!”很快,吴宜灿回国启动了我国自主中子学软件及中子核心技术的研发。历经三十多年发展,中子技术领域研发团队研发出大型一体化核设计与安全评价系统,建成大型氘氚中子源HINEG,提出“核5G”概念,并研发“核电宝”等。到2020年,中子技术在国际上已经在无损检测领域逐渐形成了产业应用。中子光研究院(青岛)院长宋婧告诉《中国科学报》,世界主要的航空发动机生产商,如通用电气公司、普惠公司、霍尼韦尔公司等都建立了发动机叶片残芯中子照相检测的企业标准。而这一技术在国内还远远满足不了工业应用的需求。“当时,国内能够提供中子照相检测的反应堆仅有两座,且体积庞大,无法实现工业现场的检测应用。有限的机时,难以满足用户单位对中子照相技术日益增长的需求。”宋婧说。研制可以在工业现场应用的紧凑型中子照相装置,成为他们的新目标。“要么创新,要么灭亡”当师雪艳跟家人说自己要辞职去一个创新平台做中子照相事业时,家人的第一反应是反对,因为那时的她在体制内工作,手里捧着“铁饭碗”。但最终她还是提起行囊,远走他乡。这次出走,起源于一次在青岛召开的学术会议。会上,他们介绍了自己在中子技术等领域的前沿成果,30多年的研发实力和技术积累得到了当地政府人员的认可。报告中,他们说:“没有任何借口——要么创新,要么灭亡。”这句话打动了当地政府人员,双方详聊后发现彼此理念契合、视野并肩。很快,在当地政府的支持下,中子照相项目落户青岛。项目刚落地,团队成员积累了许久的创新热情像火山熔岩一般喷薄而出。师雪艳、宋婧和其他年轻人,全都火急火燎地赶赴青岛。当时配套的实验室还没装修好,平均年龄才30岁出头的团队就在没有完全建成的实验室里,开始了第一台中子照相产品样机的设计和研发。毛坯房里堆着建筑材料,门窗没来得及装,冬天里零下十多度,寒风从窗户洞里呼啸而过。但对于他们来说,环境带来的挑战还不是最难熬的。更大的挑战是设计方案面临着一些质疑。“很多人都感觉我们的步子迈得太大了。”已成为中子光研究院(青岛)副院长的师雪艳说完话锋一转,“但是我们有信心。”他们不是第一次听到质疑声,早在他们说要做大型强流氘氚中子源时,质疑声就出现过,但他们还是走到了同类在运行装置中的世界前列。要么创新,要么灭亡。紧凑型高分辨率中子照相机涉及物理、材料、电气、结构等多学科耦合,国内外几乎没有成熟的经验可供参考,任何一个没有突破的技术难题都可能成为致命打击。研发过程中,科研人员一边密集研讨、大胆设计,一边分析测试、小心求证。他们设计制作的部件有几百件,历经的测试有上千次。吴宜灿常常鼓励大家:“虽然积累和经验缺乏,但年轻也有年轻的优势,就是有初生牛犊不怕虎的激情,有不会被传统思想禁锢的创新的心态,敢于去挑战世界第一。”“那两年,我们不断创新,不断验证,不断在碰壁中找到新的方向。”师雪艳说。在简陋的实验室里,一体化紧凑型中子源、高效中子慢化准直、高保真中子图像处理等关键技术被各个击破,中子源小型化与高保真中子成像的设想一点点变成现实。“做有用的科研”师雪艳说,他们的争分夺秒逆流而上,为的不只是项目顺利验收,也不只是追求世界第一,而是满足用户的需求,“‘有用’才是我们的目标”。2021年底,中子照相机完成了组装。正当项目团队准备给它做最后的调试时,一家用户单位紧急找了过来,希望尽快检测一批产品。接到请求后,团队成员把研发的整个过程挨着捋了一遍,从每个部件的检测调试,到整个安装流程。最后,大家信心满满,决定接下这项任务。很快,实验室里摆满了用户单位寄来的、刚刚从生产线上下来的产品。中子照相机每个系统的负责人都来到实验室,两天两夜不眠不休地完成了所有产品的检测,并把中子照相无损检测报告提交给用户单位。让师雪艳感到自豪的是:“用户单位对被检产品进行了人工破坏性复检,复检结果与我们的检测结果完全一致,我们的检出率是100%。”就这样,他们完成了首台适用于工业现场应用的紧凑型高分辨率中子照相机产品的研制与首测。今年1月,在科技部认定的第三方科技成果评价机构组织的科技成果评价会上,院士专家组评价认为,该成果“具有自主知识产权,核心技术自主可控,成像质量达国际标准最高等级,实现了中子照相智能化,整体技术和指标达到国际领先水平”,“为解决我国亟需重大装备无损检测的难题做出重大贡献,经济社会效益显著,应用前景十分广阔”。
  • 祝贺中科院西安光机所高性能条纹相机研制成功,国内代理商卓立汉光今日起售!
    2018年5月22日,由中科院西安光机所承担的国家重大科研装备项目“高性能条纹相机的研制”顺利通过验收,标志着我国具有自主知识产权的高性能条纹相机达到实用化水平。这一成果打破了国际在这一领域的垄断,对前沿科学研究以及国家重大工程建设具有重要意义。 中科院西安光机所展示研制成功的部分高性能条纹相机卓立汉光为中国制造而自豪,如果想要进一步了解黑科技,请联系西安光机所条纹相机官方销售合作渠道:北京卓立汉光仪器有限公司。条纹相机作用:对于“显微”技术人们并不陌生,这是观测微观世界的空间放大技术,可以“延长”人眼的空间分辨能力,而超高速成像,则是观测瞬态事件的时间放大技术,可以“延长”人眼的时间分辨能力。条纹相机正是实现这一微观和超快过程探测的必要手段,也是唯一同时具备超高时间分辨与高空间分辨的高端科学测量与诊断仪器,更是惯性约束激光聚变国家战略高技术研究中不可或缺的诊断仪器。 条纹相机的研发背景: 高性能条纹相机项目负责人、中科院西安光机所所长赵卫表示,条纹相机的研制涉及光学、光电子、超快电子学、微电子学、精密机械和计算机等多门学科,研制起点高、难度大,目前国内只有少量单位具备初步的研发能力。 作为十分敏感的尖端技术,条纹相机的国际学术研究成果及器件设备的共享性很低,国外相关的技术对我国实行严格的封锁,对条纹相机也实行严格的出口管制。2012年1月起,中科院西安光机所启动高性能条纹相机的研制,在国家重大科研装备项目的支持下,中科院西安光机所建成了国内唯一的集设计、生产、检测为一体的条纹相机研发基地,目前已成功研制出八种类型的条纹相机,对能源、材料、光生物、光物理、激光技术、高能物理等领域均具有重要的意义,为国家大科学工程、基础前沿和国防安全提供了核心技术保障。 研发成功的深远意义: 验收专家组由中科院合肥物质科学研究院刘文清院士担任组长,专家组给出的验收意见提到,该项目所有技术指标均达到实施方案规定的考核指标要求。核物理、核聚变等很多超快现象的观测记录,都需要这种高端设备。西安光机所研制的条纹相机,打破了国际上在这种高端检测装备上对我们国家的垄断。从目前条纹相机的整体性能来说,达到了国际先进水平,在电子调控、成像速度等方面达到了国际领先水平。赵卫说,这对我国精密测量仪器水平的提高以及打破国际封锁、替代进口、实现超快诊断相关技术与仪器的自主研制生产、满足国家重大工程、国家战略高技术及前沿科学领域的需求具有极其重要的战略性推动作用,解决了我国条纹相机这一高端科学仪器受制于人的窘境。
  • 普林斯顿发布新型SOPHIA-XO相机,可快速、超低噪检测软X射线
    p  strong微光成像和光谱仪器的领先制造商—普林斯顿仪器公司于昨日发布了数款全新的快速、超低噪相机,可应用于span style="color: rgb(255, 0, 0) "真空紫外线(VUV)/span和span style="color: rgb(255, 0, 0) "软X射线/span的直接检测。SOPHIA-XO相机平台专用于span style="color: rgb(255, 0, 0) "VUV/EUV/XUV成像,X射线衍射,X射线显微镜,X射线全息摄影,X射线光谱,和X射线等离子/span这类科学应用领域。/strong/pp style="text-align: center "strongimg width="400" height="331" title="2-1.png" style="width: 400px height: 331px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/d593b932-f14f-4b17-b345-c1a9331d0d1d.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//strong/pp  新式SOPHIA-XO相机使用了span style="color: rgb(255, 0, 0) "背照式CCDs/span,这种CCDs可直接检测到span style="color: rgb(255, 0, 0) "极宽范围的VUV和X射线(5eV到30keV)/span。这些新款“XO”相机机型,丰富了普林斯顿仪器公司受欢迎的SOPHIA® 产品线,具有span style="color: rgb(255, 0, 0) "100%填充系数的2048× 2048和4096× 4096图片格式,高达150000e-的最大阱容, 95%的QE(Quantum Efficiency量子效率)峰/span的特点,可读出span style="color: rgb(255, 0, 0) "低至3.5e- rms(root mean square均方根)的噪声/span。一个span style="color: rgb(255, 0, 0) "4端口,16MHz的读出架构/span使这些新型相机可span style="color: rgb(255, 0, 0) "每秒传递超过3个全帧/span—这比之前的两端口相机要快span style="color: rgb(255, 0, 0) "7倍至10倍/span。/pp  SOPHIA-XO可用于VUV应用所需的紫外线增强膜或软X射线应用所需的非减反射膜。所有SOPHIA-XO相机均采用普林斯顿仪器公司的span style="color: rgb(255, 0, 0) "创新性专利技术ArcTec™ span style="color: rgb(0, 0, 0) ",/span/span该技术使用气体或液体热电冷却的形式将温度降至span style="color: rgb(255, 0, 0) "-90℃/span。/pp  将快速、高灵敏性独特而严密的、完善的结合在一起,使新型SOPHIA-XO相机在实验室、同步加速器和OEM系统的无数大视野X射线应用中表现完美。通过一个可旋转的、符合行业标准的、具有高真空度密封设计的span style="color: rgb(255, 0, 0) "CF法兰/span与span style="color: rgb(255, 0, 0) "UHV仪器/span进行连接简单而方便。/pp  span style="color: rgb(31, 73, 125) "i“SOPHIA-XO提供了真正杰出的直接检测性能,”普林斯顿仪器公司的影像产品经理Michael Melle讲道。“我们的工程师精心地设计‘XO’的每一个方面以制作一个完美的相机平台,为我们的客户提供无与伦比的高帧率低噪灵敏度,为激动人心的新技术及科学发现提供可能。”/i/span/pp  SOPHIA-XO相机支持采用普林斯顿仪器公司的知名span style="color: rgb(255, 0, 0) "64位LightField® 影像和光谱分析软件/span,并将其作为一个可供选择的系统。LightField提供了数百种用户增强功能,包括内置一个强大的实时数据分析数学引擎。LightField同样允许使用第三方软件包直接进行控制,如span style="color: rgb(79, 129, 189) "LabVIEW® (美国国家仪器公司)、MATLAB® (迈斯沃克)、Python® (PSF)和EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System实验物理和工业控制系统)同步加速器软件/span。/p
  • 《自然》:科学家研制出世界最快相机
    新相机每163纳秒就能拍一幅图像     世界最快相机每秒拍610万张照片  北京时间4月30日消息,据美国《探索》杂志报道,光学研究人员已经发明了一种利用红外激光器反射物体上的光线的照相机,他们表示,这项发明将使摄影爱好者不再有技术差异。他们发明的这种照相机,一秒钟内可拍摄610万张照片,快门速度是四点四亿兆分之一秒。在这段时间里,光仅能前进不到一厘米。论文联合作者本田惠介(Keisuke Goda)说:“这是世界上速度最快的照相机。”  常规数码相机利用电荷耦合器(CCD)拍照。电荷耦合器里的半导体芯片在与光线发生反应时,会产生电子。电子读出芯片上的内容后,把它们转变成电子信号,然后通过电子放大,把这些信号编码成数码图像。但是常规数码相机的这个过程存在很大限制。最好的传统相机的最大相速大约是每秒30帧,而最先进的科学仪器大约可以达到每秒100万帧。对本田惠介和他的同事们来说,这种速度还不够高。  为了制造这种连续时间编码放大显微镜(serial time-encoded amplified microscopy,STEAM)照相机,这些研究人员发射一束红外激光,来扩大光脉冲,形成光谱图像。这项研究结果发表在《自然》杂志上。通过视频进行演示,解释了STEAM是如何产生作用的。然后这些研究人员把这种光线照在他们想拍照的物体上。这意味着物体的不同部位被不同波长的光照亮。发射光经过一个特殊的纤维光学电缆,使不同波长的光以不同速度传输。波长较长的光走在前面,而波长较短的光则落在后面。光束被放大后,由一个光电探测器读出来。这个光电探测器记录每种波长的光的到达时间,这种简单数据将被用来重新修改物体的图像。  人们可以利用这种照相机研究燃烧、激光切割和任何改变迅速及无法预测的系统。本田惠介说:“我认为以后每个科学家都会利用这种照相机。”
  • 短波红外相机在海洋监测中的应用
    海洋区域湿度大,昼夜温差大,极易形成雾、霾、水汽等特殊条件。可见光在正常条件下成像良好,但是受天气影响较大,在恶劣天气下会出现对比度变低,轮廓模糊,细节丢失的现象等问题,无法清晰的识别目标。热成像技术虽然透雾能力好,但是当目标和背景温度接近时,热成像细节丢失严重,不利于海洋区域的目标探测。而短波红外在海面恶劣天气下也可以实现远距离船只监测,由于具备对海雾的良好透过性,所以目标几乎很少受到海上雨雾天气的影响,具有较为明显的轮廓和纹理特征。图 1可见光和短波红外雾天成像对比短波红外成像和可见光类似,主要依靠场景物体反射的光信号成像,其波段范围大约在900nm~2300nm之间,因为光在遇到大气中的分子、粒子、气溶胶和大量的悬浮小水滴时都会发生散射,当大气中的散射粒子小于光波长时,可以按照瑞利散射处理,散射系数为式中,S为散射粒子的截面积,N为单位体积的粒子数,λ为光波波长,从公式中可以看出,波长越长,散射越弱,透雾能力越强,所以短波红外穿透雾霾能力比可见光强。如图2所示,分别为可见光和短波红外的成像情况,舰船在短波红外图像中的细节更丰富。图 2 雾中短波红外(左)与可见光成像(右)不仅如此,短波红外在海面微小目标识别方面也有很大的优势,由于海面拍摄距离远,微小目标在探测器上占据的像素小, 而且海面也在不断地变化,当海杂波干扰过大时,微弱目标的信号会被淹没,造成可见光探测困难。但是短波红外则不同,利用海水对短波红外具有强吸收这一特性,可以大大提高微弱目标的识别能力。海水几乎不反射短波红外,而微弱目标发射红外辐射,背景和目标的对比度增大,微弱目标更容易被观测到。所以当对海面浮冰、小船、蛙人、浮标、飞机残骸、海面漂浮物等这些声光电特性不明显的目标探测时,相比可见光,短波红外更适合观测。 此外,短波红外技术还具有在夜间和低光条件下提供高质量监控图像的能力,在海岸港口,夜间航行可能存在风险,而短波红外监控系统可以保证即使在黑暗中,港口和船只的活动也能被及时监测,从而提高港口的安全性。西安立鼎光电提供非制冷、制冷面阵以及线阵多款短波红外相机,现货供应,具体产品如下:01非制冷短波红外相机02宽谱段短波红外相机03制冷型短波红外相机04科研型短波红外相机05线阵短波红外相机06定制短波红外相机立鼎定制型短波红外相机是立鼎团队为保证各类客户的产品性能指标而推出的定制化服务。可根据用户不同需求进行产品定制,将客户重点关注的产品性能进行提升,以满足客户在不同领域的使用。目前,立鼎团队已为多家客户定制适合客户项目应用需求的多款相机,得到了众多用户的认可。更多信息请联系西安立鼎光电400-860-5168转6159西安立鼎光电科技有限公司成立于2016年4月,是一家专业从事短波红外成像系统及光电测试装备的研发生产、系统集成、销售服务为一体的国家级高新技术企业。公司专注于为客户提供从器部组件到全套光电系统产品的完整解决方案。近年来,公司研制的短波红外成像系统在激光光斑检测、半导体检测、激光通信、光谱成像、激光切割、生物医疗、天文观测、安防等领域得到了广泛的应用。多年来,根据用户需求研制的多款光电测试装备为用户产品的性能指标保证发挥了重要作用。
  • 滤光片分光型高光谱相机的发展现状及趋势
    高光谱相机可将成像技术与光谱探测技术相结合,在对目标空间特征成像的同时,可以对每个空间像元形成多个窄波段实现连续的光谱覆盖,不同光谱信息能充分反映地物内部的物理结构、化学成分的差异。与传统的空间二维成像相比,高光谱相机可以同时获取目标的空间和光谱信息,在一定的空间分辨率下,能够获取宽谱段范围内地物独有的连续特征光谱,对地物的精准识别和探测具有显著优势,目前已成为对地遥感重要的前沿技术手段,在农、林、水、土、矿等资源调查与环境监测等领域具有重要的应用价值。随着滤光片镀膜技术的飞速发展,极大地促进了滤光片分光型高光谱相机的研制,目前基于滤光片分光原理的高光谱相机以大幅宽、高空间分辨率、高光谱分辨率和轻小型的优势成为高光谱遥感载荷的重要组成部分,在微纳卫星高光谱星座组网中获得广泛应用。据麦姆斯咨询报道,近期,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所刘春雨研究员课题组在《红外与激光工程》期刊上发表了以“滤光片分光型高光谱相机发展现状及趋势”为主题的文章。刘春雨研究员主要从事光学系统设计、光电系统总体设计等方面的研究工作。高光谱成像原理示意图这项研究主要对滤光片分光型的高光谱相机进行了综述,介绍了国内外典型滤光片分光型星载高光谱成像载荷,以及地面在研的滤光片分光型高光谱成像系统,并分析了这些系统的技术方案、性能指标及应用前景,阐述了基于滤光片分光原理的高光谱相机的技术特点和优缺点,最后展望了滤光片分光型高光谱相机的发展趋势。滤光片轮高光谱相机是以滤光片轮为分光元件,通过转动滤光片轮获得不同波段的光谱图像,从而完成复色光到单色光的分光。滤光片轮高光谱相机的关键器件是滤光片轮,可以根据观测波段的不同替换相应谱段范围的滤光片轮,光路结构简单,谱段更换灵活。随着光谱成像技术的发展,探测波段数目越来越多,滤光片轮已无法满足宽谱段高分辨率的观测,因此越来越多地被用于多光谱探测中。可调谐滤光片高光谱相机以可调谐滤光片为分光元件,根据调谐方式的不同主要分为液晶可调谐滤光片(Liquid Crystal Tunable Filter,LCTF)高光谱相机、声光可调谐滤光片(Acousto-Optic Tunable Filter,AOTF)高光谱相机、MEMS可调谐FP腔滤光片(MEMS Tunable Fabry–Perot Cavity Filters)高光谱相机。楔形滤光片型高光谱相机也被称为渐变滤光片型高光谱相机,可以实现在光谱区和空间区的连续取样,它的设计理念是将一个楔形多层薄膜介质作为滤光片,并将其安装在紧靠着二维阵列探测器的位置,使探测器的若干像元与渐变滤光片的某一光谱带相互对应。根据渐变滤光片各波段与探测器像元之间的对应关系,渐变滤光片高光谱相机又可以分为线性渐变型和滤光片阵列型。线性渐变滤光片结构及分光示意图量子点又称为“纳米晶”,是一种无机材料,自身稳定性高,其半径小于大块的激子波尔半径。将不同种类的量子点集成一起,则可以实现不同波段的同时探测,量子点光谱仪(CQD)就是以此为原理研制的。传统概念上的光谱仪配置了高精度的光学和机械元件,体积笨重、造价昂贵、结构复杂,应用领域严重受限,量子点光谱仪的出现突破了上述局限,为微型光谱仪的推广提供了新思路。近红外量子点光谱仪原理图总的来看,滤光片分光型的高光谱相机正处于起步阶段,其光谱分辨率还无法与高精度的光栅色散分光方式相比拟,因此提高系统的光谱分辨率和能量利用率将成为镀膜型高光谱相机总的发展方向,尤其是随着镀膜技术以及量子点等新材料的发展,基于镀膜型的高光谱相机的光谱分辨率和能量利用率已得到了大幅提高,研发成本也有望进一步降低;此外,滤光片与探测器的结合也将进一步提高系统的光谱分辨率,甚至可以与高精度的光栅色散分光相媲美,因此,滤光片和探测器晶元的结合也是镀膜型高光谱相机的一大发展趋势。不难看出,滤光片型高光谱相机的发展将推动高光谱成像领域的颠覆性发展,并由此带动微纳卫星高光谱遥感技术的发展,为未来微纳高光谱卫星星座组网在轨业务运行,更好地服务于国民经济奠定技术基础。该项目获得国家自然科学基金(41504143)、中国科学院科研装备研制项目(YJKYYQ20190044)、安徽省自然科学基金(1908085 ME135)、中国科学院青年创新促进会(2016203)的支持。
  • 相机里的劳斯莱斯:在徕卡相机总部感受高冷自信
    徕卡相机公司总部大楼,工作人员讲解公司文化徕卡相机  在摄影爱好者眼中,徕卡相机被誉为“神一般的存在”。在其早期岁月,轻巧、耐用的徕卡相机让战地摄影成为可能,巴顿将军、隆美尔元帅都留下了在战场上使用徕卡相机的记录。而因为价格不菲,它也被称为“相机里的劳斯莱斯”。在英国,一些绅士并不拍照,但身上常挂一台徕卡,作为身份象征。历经百年沧桑,如今的徕卡面对数码洪流,却不愿意放弃自己对机械的坚守,其半个世纪前推出的M3相机至今式样基本没有变过。在性能方便为王的时代,这种坚守还能获得多少拥趸?《环球时报》记者日前走进徕卡公司位于德国西部小城韦茨拉尔的总部,试图探究到底是什么支撑了徕卡的自信。  “零部件最少化”  韦茨拉尔市位于德国黑森州西北部,是一个人口只有5万多的小城。19世纪80年代后,这里汇聚了德国光学工业的精华,建立了包括徕卡公司在内的十几家光学公司,以生产照相机、显微镜和望远镜闻名遐迩。与显赫的名声相比,徕卡公司总部显得格外低调。银灰色的4层大楼坐落在一片空地上,整个大楼的造型好像露天放置的徕卡相机双镜头。这里就是世界上第一台便携式相机Ur-Leica型相机的诞生地。  徕卡公司为什么选择在这样一个不起眼的小城安家落户呢?徕卡公司公关部的埃尔伯特先生告诉《环球时报》记者,这里的水土好,空气清新,有利于光学玻璃的生产,可确保其通透性。另外,这里远离喧嚣,能让工厂的设计人员和工人保持宁静的心态,潜心投入到产品的研发上。  谈到徕卡公司的过人之处,埃尔伯特很自豪,“徕卡相机绝对没有可有可无的多余部件。‘零部件最少化’使徕卡真正达到了增一分觉多、减一分嫌少的地步。”公司一直坚持直观、简练的设计,核心理念是高度重视产品的实用性,这绝不是让徕卡拥有繁多花哨的功能,它只拥有摄影所需的最基本功能。  据埃尔伯特介绍,徕卡公司对产品质量的追求是压倒一切的。他举例说,徕卡公司在上世纪50 年代曾研发出一种相机镜头边缘涂抹的黑漆,这种漆的质量非常好,已经使用了几十年。最近徕卡公司开发出一种新漆,效果更好,唯一的不足是牢固度不如旧漆,使用久了会脱落。为确保涂漆几十年如一日地粘在镜头上,公司毅然决定放弃新漆,仍用旧漆,牺牲了镜头的部分性能。但公司认为这样做是值得的,“如果新技术不能保证产品质量的稳定,即使能提高产品性能也要弃用,说到底只有可靠的质量才是吸引用户的最大竞争力。”  总部里的那个空车间  在参观时,记者看到一个空空的车间,里面没有人。埃尔伯特说,这个车间是相机镜头研磨车间,主要由女工来做。由于这个工序比较独立,女工们又要求早上班早回家,公司就把她们的工作时间调整为早上6点上班,中午12点下班。这样她们可以用下午时间照顾家人。今年欧锦赛期间,公司还特许部分球迷职工晚上班两个小时,让他们在家享受足球狂欢。埃尔伯特说,“员工在愉快心情下和郁闷心情下的工作质量是完全不一样的。”这让记者想起了一个故事,一名技艺精湛的钟表匠在监狱里无论如何也达不到原来的水平,出狱后又神奇地恢复了创造力。  徕卡公司对员工意愿和权利的尊重是有传统的。早在1885年,徕卡公司前身莱茨工厂就开始在工人中发放孤寡伤残抚恤金,1906年实行8小时工作制,这些重大福利制度比国家法定提早了至少10年。莱茨工厂的名气和声誉吸引了很多周边大城市的高级技工。“在莱茨上班”成了当时名副其实的光荣。  徕卡相机的历史可追溯到1849年。韦茨拉尔小镇上一名德国机械匠人凯尔纳成立了一家光学仪器作坊。20年后,该厂由曾在瑞士表厂做过学徒的年轻师傅莱茨接手,厂子更名为莱茨光学工厂,主要生产显微镜,到1907年售出10万台。一战前夕该工厂成为全球知名的光学仪器厂,产品覆盖望远镜、投影仪、电影摄影机等全线光学产品。然而一战让莱茨工厂和整个国家陷入困境。莱茨1920年病故后,他的儿子小莱茨临危受命。4年后,他做出了一个决定,投产徕卡相机。在1925年莱比锡春季博览会上,莱茨工厂推出了第一部量产135mm徕卡相机,一炮而红。  数码时代,为何坚守机械  一家企业的兴衰逃不开世事风雨。上世纪70年代,日本竞争者们不断开发低端产品以占领市场,徕卡相机的市场份额被不断蚕食。70年代中期,徕卡公司首次出现财务危机,7000名员工急剧裁员至3000人,生产线部分转移至人工成本只有德国1/4的葡萄牙。在80年代中期艰难的出售谈判中,莱茨后人不得已彻底退出了这一百年的家族企业。1987年,徕卡公司被瑞士同行WildHeerbruggAG收购,后几经易主。  2000年,日本数码相机的销售额首次超越传统相机。佳能、尼康等很快以高质量的数码相机树立了在这一领域的声望。柯达公司在2004年停止生产传统相机产品,彻底转向数码领域。而徕卡仍固守传统工艺和极其昂贵的价格,这使它不可避免地陷入困境。2004年,徕卡亏损超过1000万欧元。在2005年破产之际,公司被奥地利商人考夫曼收购。所幸,徕卡多年来坚持销售额10%以上的研发投入为其在激光显微镜等领域的技术发展保驾护航,徕卡作为高端光学仪器供应商的国际地位得以确保。徕卡的品牌价值并未出现剧烈下滑。目前,徕卡相机公司已成为徕卡品牌冠名却彼此独立的三家公司之一。  如今,徕卡坚持两条腿走路,一方面和日本松下合作生产数码相机。最近还和中国华为合作生产手机镜头。在T系列、S系列和SL系列的产品上应用并优化了自动对焦技术,实现产品的自动化。另一方面,继续在M系列相机上使用手动对焦技术,坚持机械相机制造。  在数码时代依然坚守机械相机,有人表示质疑和不解。徕卡公司调研发现,在传统机械相机巅峰之作的M3相机使用人群里,年轻人依然占很大比例。这就表明,在性能方便为王、数码相机大行其道的时代,精密机械相机仍是很多人的梦想极品。因为徕卡粉丝们欣赏的是制造哲学,追求的是使用机械相机所具有的事必躬亲的参与感。这是高度自动化相机不能给予的。徕卡相机的优势是,对相机机械制造有绝对自信,但对电子元件就不敢保证。因此徕卡公司决定,以M3系列为代表的经典路线必须坚持,电子元件越少越好。在机身制造上,还用黄铜取代钛铝合金,要的就是这种“沧桑感”。  即便是数字化的徕卡相机,依然坚持传统设计,比如在镜头卡口上一致,可使用几十年前的镜头,甚至连存放电池的位置与方式都像极了胶片时代的M系列。中国一名张姓摄影爱好者表示,“这让徕卡的拥趸能继续感受经典。但同时,新进用户会抱怨这台机子操作起来很难,甚至不如一台微单‘好用’。”  据说每台徕卡相机都有一个单独编号,从第一台至今都是连续的。这使其极具收藏价值。目前收藏市场上最热门的是百年经典徕卡M3系列。上世纪30年代生产的、品相保存完好的可达百万元级别,其中还分军版和民版。  “现在的徕卡价格的确让人有些难以接受。几十万元买上一套限量版渐渐成了一种炫耀方式。”这名徕卡迷说,“但真正热爱徕卡的摄影者还是要用它来拍摄的。因此,二手市场已成为一种性价比更高的拥有徕卡的方式。”
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