CB2紫外可见高速sCMOS相机

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CB2紫外可见高速sCMOS相机

简　　述：

CB2是一款超高性能科学相机，集成了索尼 CMOS 传感器，专为需要高灵活性、高速度和低噪声的科研及应用场景而设计。CB2 系列提供 200–1000 nm 的光谱响应范围，分辨率覆盖 0.5 MP 至 24.5 MP。其内部液压冷却系统可支持在极低光照条件下对各种现象进行研究。

品　　牌：

英国 Oxford Instruments

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CB2紫外可见高速sCMOS相机

CB2 是一款超高性能科学相机，集成了索尼 CMOS 传感器，专为需要高灵活性、高速度和低噪声的科研及应用场景而设计。CB2 系列提供 200–1000 nm 的光谱响应范围，分辨率覆盖 0.5 MP 至 24.5 MP。其内部液压冷却系统可支持在极低光照条件下对各种现象进行研究。

CB2 High Res

CB2相机配备 24.MP背照式传感器，有极高成像能力和长曝光性能，并支持 2×2芯片级binning，用来提升信噪比。非常适用于需要低倍率物镜同时又不牺牲分辨率的应用场景。

CB2 High Speed

该相机针对快速帧率进行了优化，帧率最高可达1594 fps，分辨率范围为0.5至7.1百万像素

CB2 UV

专为紫外成像（200-400nm）进行了特殊优化，在300 nm波长处量子效率高于40%，帧速率高达194 fps。暗电流极低，能够用于研究极微弱的信号。

Andor CB2 系列相机特点
低暗电流sCMOS	CB2 采用传感器冷却技术，最低可冷却至 -40 °C，从而最大程度地减少暗电流。结合堆叠式芯片设计带来的低放大器辉光，这使得相机能够支持长达数小时的曝光。这拓宽了应用的灵活性，因此非常适合长时间曝光的发光测量和天文光度测量。
读出速度可选择	标准模式下提供 8 位、10 位、12 位像素格式。HDR 模式下，高速型相机可提供 14 位，高分辨率/紫外型相机可提供 16 位。选择像素格式需要在最大可实现帧速率与动态范围之间进行权衡。
增益可调	默认提供高灵敏度（仅限高速型号）和低灵敏度选项，方便用户轻松调节灵敏度或扩展动态范围。此外，高级用户还可以通过 24 dB 模拟放大增益以及额外的24 dB 数字放大增益，精细调整灵敏度和动态范围，以满足其特定需求。
Region of interest (ROI) 和多窗口	用户可选择感兴趣区域，通过裁剪传感器工作区域来提高帧速率。同时，还可以设置多个感兴趣区域，以拓展应用的可能性。
结构紧密	CB2 将大靶面传感器、热电与液体冷却系统以及多种连接接口集成于紧凑的空间高效设计中，使相机整体尺寸保持最小化（长x宽x高（单位：毫米）：183.7（CXP 接口版本）/ 180.4（GigE接口版本）x 93 x 77.5）。CB2 重量为 1.3 公斤。
高速数据接口选项	CB2 通过高速数据接口选项支持高数据输出。CoaXPress 接口提供稳定、低延迟的性能，而 GigE 接口则在更长距离下提供用户友好的连接。CB2 支持 GigE Vision 标准，并符合 GenICam标准。
On-chip 2x2 binning	CB2 为 High Speed 7.1 、UV 和 High Res 传感器配备了片上 2x2 binning功能。该功能可在不增加读出次数的情况下将像素面积增加四倍，从而提高信噪比和最大可实现帧速率。
Andor CB2 High Res
镜头接口	该相机原生采用 C 接口。但对于需要大光学孔径的配置，可根据要求提供TFL 接口。
高分辨率传感器格式	CB2 提供 24.5 百万像素的阵列和 2.74 微米的小像元尺寸，能够在更低放大倍率下以全分辨率对更广泛的区域进行成像。
Andor CB2 High Speed
灵活的传感器分辨率格式	CB2 高速型提供 0.5 、1.7和 7.1百万像素阵列，像元尺寸为4.5或 9微米，可在选定区域和分辨率下进行记录。
Andor CB2 UV
增强的紫外量子效率	CB2 采用背照式结构及经过紫外优化的光学元件，确保了紫外光的高透过率，从而在 200-400 nm波段范围内提供出色的光谱灵敏度。
杂散光灵敏度（PLS）校正	全局快门功能对于需要快速成像的应用非常有用。然而，它会使传感器容易产生杂散光灵敏度，从而在图像上表现为强度渐变。CB2 UV 凭借其集成非均匀性校正功能，能够有效处理这一效应。

生命科学应用

发光实验

生物发光是生物学研究中许多方法的基础。它被用于基因转录、蛋白质表达、信号通路、昼夜节律乃至细胞活力等研究领域。发光所涉及的信号通常弱于荧光信号，因此信号采集时间必须从数秒延长至数分钟。在如此长时间的曝光下，探测器的热噪声决定了检测限。迄今为止，CCD 一直是发光等长曝光应用中的首选，但 CB2 High Res 提供了一种高性价比的替代方案，因为其暗电流水平已接近 CCD。

快速对大型样品进行成像

在较低放大倍率下成像，由于每张图像可以获取更多信息，能够显著提升通量和生产力。然而，典型的sCMOS相机像元尺寸为 6.5微米，这限制了它们只能在40倍及以上放大倍率下使用。虽然也有较小像元尺寸的sCMOS相机可供选择，但它们缺乏必要的灵敏度。Andor 新款 CB2 High Res是一款高灵敏度的背照式sCMOS相机，原生像元尺寸仅为2.74微米。使用10倍和20倍物镜时，与使用40倍物镜相比，可捕获多达 4倍的区域面积，同时还能保持细节和灵敏度。通过独特的片上像素合并功能，CB2 High Res可以设置为5.48微米的有效像元尺寸，同时提高信噪比。
高通量筛选

高通量筛选处于生物化学、基因组学、蛋白质组学与药理学的交叉领域，是一种能够测试数千至数百万个细胞或化学物质的方法。它是药物发现领域中的一项实用技术。CB2 Hig Res可集成到各类系统中，在提供多种分辨率与像元尺寸的同时，保持高速运行和低噪声特性。

离子成像

钙离子和镁等离子是细胞内各种生理过程的关键辅助因子。因此，从细胞机制的基础研究到多种疾病状态，活细胞内特定离子的动态变化和空间定位都受到广泛关注。随着多种对离子浓度有响应的荧光染料和基因编码蛋白的发展，离子成像已成为可能。要捕捉钙火花和钙波，快速且灵敏的传感器至关重要。CB2 将灵敏的全局快门传感器与卓越的成像速度相结合，能够在整个视场范围内实现真实的时间精度。

细胞迁移

细胞迁移涵盖了细胞生理过程的多个方面。对于单细胞生物而言，这可能包括细菌朝向食物源的趋化运动，或远离有害物质的运动。对于多细胞生物，细胞迁移在发育过程中至关重要，此时分化后的细胞会发生迁移并进行组织，形成组织和器官。此外，细胞迁移对于细胞修复也具有重要意义；而在癌症中，这一正常过程则会被异常调控。CB2 能够在不损失分辨率或无需图像拼接的情况下，对成百上千个细胞进

行研究。结合低读出噪声和片上像素合并功能，它还可用于研究荧光信号较弱的细胞。

数字全息显微镜技术

无标记成像技术，如数字全息显微镜和量子成像相位显微技术，需要具备低噪声、高分辨率且能够高保真捕捉光程变化的传感器。CB2 High Speed 凭借其高达 7.1 百万像素的分辨率、高速度和全局快门，完美满足了这些要求。其出色的线性度和低时间噪声能够确保随时间变化的相位重建的精确性。该相机无需使用染料且避免了光毒性，是对活细胞动态、生长、有丝分裂及形态变化进行动态研究的理想工具。

这使得它成为长期、非侵入性分析的理想选择。

物理科学领域

大天区巡天（天文学）

天文学的多个研究领域需要对大范围天空进行持续巡天，监测测光或天体测量方面的变化。这包括空间态势感知、系外行星发现以及近地天体探测。CB2 High Res 的大视场、高分辨率和高灵敏度，使其非常适合应对这些挑战，无论是用于直接成像还是掩星观测。深度冷却及其带来的暗电流最小化，再加上堆叠式背照式传感器的低放大器辉光，使其能够在较宽的曝光范围内良好使用。快速的传感器读出意味着连续曝光之间的死时间最短，光子浪费也最少；而全局快门则能以时间精度对运动物体相对于星空背景进行空间定位。无机械快门的设计意味着快门寿命不再是问题，减少了远程观测站点中相机的停机时间。灵活的片上 2X2binning功能使CB2 Hig Res在光学上能够更好地适配多种望远镜。

自适应光学/ 激光导引星

一方面，自适应光学系统依赖快速且精确的反馈回路来校正大气湍流。另一方面，激光导引星则需要灵敏且高速的传感器来实时追踪波前畸变。CB2 High Speed 正是为满足这些需求而设计。该相机在全局快门下可提供高达 1595fps（全分辨率）的帧速率，以避免任何运动引起的畸变，同时具有极低的读出噪声。此外，CB2 HighSpeed 在 589 nm（人造导引星的钠激发峰值波长）处具有优化的量子效率。CB2 High Speed 支持CoaXPress 和 GigE Vision 接口，可实现精确触发、长距离高吞吐量数据采集，并轻松集成到现有的自适应光学系统中。

量子离子阱中性原子

CB2 可以轻松集成到用于量子计算系统中超冷俘获离子或中性原子阵列成像的光学系统中。CB2 的低噪声、在蓝光波段良好的响应以及快速的帧速率（尤其是在 ROI 模式下），使其成为对俘获粒子进行快速、连续动态研究的理想选择。全局快门可确保快速清除不希望的“采集前”信号，而低延迟的数据传输则能很好地适应反馈环路系统。

层析成像(X-RAY OR NEUTRON)

对于高通量3D 层析成像，CB2 High Res 和 High Speed型号具有低噪声和快速读出的特点，是一种卓越的解决方案。使用 CB2 High Res 和High Speed进行镜头/闪烁体耦合层析成像，可以在不牺牲分辨率和清晰度的情况下重建大型物体。无机械快门的设计意味着快门寿命不再是问题，从而减少了停机时间。

PIV

CB2 High Res和 High Speed可与粒子成像测速（PIV）技术配合使用，用于流动可视化。图像对之间的时间分辨率是该技术的关键要求，可以利用相机的全局快门模式实现较短的电子帧间间隔。

需要注意的是，CB2 High Res 的最短帧间间隔为 88 微秒。对于更短的帧间间隔，建议使用Andor ZL41相机。

微流控

CB2 High Res 和 High Speed非常适合对微流控通道中快速流动的流体进行成像。其高速性能与全局快门相结合，是揭示快速瞬态现象的一大优势。通常情况下，只需采集样品的一个小窗口区域。利用感兴趣区域裁剪功能，用户可以每秒获取大量图像，并以极低的延迟进行传输。凭借其C接口和可选的TFL接口，CB2 能够适配大多数显微镜。

CB2 UV 应用

半导体与光掩模检测

非常适合以亚微米分辨率检测缺陷和结构变化。其全局快门结合极低的读出噪声，可确保对传送带上快速移动的晶圆进行高对比度、无失真的成像。无论是用于光刻胶检测、套刻精度计量还是工艺均匀性分析，CB2 UV 都是半导体行业的得力助手。

紫外偏移天体观测

炽热恒星、白矮星以及电离气体在紫外波段有强烈的辐射，因此CB2 UV 非常适合搭配合适的光学器件对这些天体进行成像。其高速和低噪声特性使得观测快速瞬变现象（如耀斑、与伽马射线暴相关的脉冲星）成为可能。

气体排放监测 / 环境

某些气体（如二氧化硫）在紫外光谱区具有强烈的吸收。二氧化硫是一种有毒气体，对环境有害，需要进行监测凭借其在紫外波段增强的量子效率，CB2 UV 能够在太阳光照条件下对二氧化硫进行远程监测。

量子离子阱与中性原子

CB2 UV 可以轻松集成到用于量子计算系统中超冷俘获离子或中性原子阵列成像的光学系统中。CB2 UV 的低噪声、良好的蓝光波段响应以及快速的帧速率（尤其是在 ROI 模式下），使其成为对俘获粒子进行快速、连续动态研究的理想选择。全局快门可确保快速清除不希望的“采集前”信号，而低延迟的数据传输则能很好地适应反馈环路系统。

等离子体物理与燃烧

根据种类、能量和约束条件的不同，等离子体通常会在深紫外到极紫外波段发光。凭借其高动态范围（16 位）、快速读出以及与紫外设计光学器件的兼容性，CB2 为 iCCD 提供了一种更经济、更紧凑的替代方案。CB2UV 在 200-400 nm 范围内具有出色的量子效率。在燃烧研究中，CB2 UV 通过对发射紫外的自由基 OH（~308 nm）和CH（~430 nm）进行成像，有助于对火焰锋面、点火动力学和湍流行为进行非侵入式可视化观测。

法医学

紫外成像在法医学中发挥着重要作用，尤其是在证据的记录和非侵入性检测方面。凭借其 8.1 MP分辨率和在紫外/蓝光波段的高灵敏度，CB2 UV 能够记录最细微的细节，而其低噪声特性更能揭示最微弱的紫外发射信号。无论是微量化学品、潜指印还是其他体液，CB2 UV 都能实现比较性和定量性研究。

技术指标

Sensor specifications	Andor CB2 High res	Andor CB2 High speed		Andor CB2 UV
芯片类型	背照式	前照式		背照式
实际像素(W x H)	5328 x 4608 CMOS (24.5 MP)	3216x2208 \| 1608x1104 \| 816x624 CMOS (7.1 \| 1.7 \| 0.5 MP)		2848 x 2848 (8.1 MP)
像素大小像素大小 with 2x2 on chip binning	2.74 µm 5.48 µm	9 or 4.5 µm 9 µm (7.1 model)		2.74 µm 5.48 µm
芯片大小	19.3 mm diagonal 24.5 MP	17.6 \| 17.6 \| 9.2 mm diagonal 7.1 \| 1.7 \| 0.5 MP		11.2 mm diagonal 8.1 MP
快门架构	Global shutter
最大量子效率	74 %	74 %		>40% at 300 nm (UV) & >70% at 500 nm (visible)
读出噪声(in 12 bits, 24 dB analogic gain at 50 µs)	1.4 e- •1	1.4 e- \| 2.6 e-\| 2.6 e- •1 7.1 \| 1.7 \| 0.5 MP		1.6 e- •1
风冷	-5°C (@ +25°C ambient)	-5°C (@ +25°C ambient)		-5°C (@ +25°C ambient)
水冷	-20°C (@+25°C liquid) -40°C (@ +5°C liquid) •2
暗电流(@+20°C) (e-/p/s):	0.043	0.26 \| 1.14 \| 1.54 7.1 \| 1.7 \| 0.5 MP		0.014
满阱容量(lowest sensitivity available)	9.5 ke-	23 ke- \| 94 ke- \| 94 ke- 7.1 \| 1.7 \| 0.5 MP		9.2 ke-
同步	Internal & External
模拟增益quantization A/D	0 to 24 dB 8, 10, 12 bits
Quantisation with HDR (High Dynamic Range)	16 bits	14 bits		16 bits
Binning	2x2 on-chip	2x2 (CB2 7. 1F model only)		2x2 on-chip
Region of interest	Multiple simultaneous ROI supported
Interface options	CoaXPress 2.0 \| High speed SFP+ 10 GigE interface with Ethernet (copper or fibre)
Optical interface	C Mount + TFL Mount (Optional)		C Mount	C Mount

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