iXon Ultra888和Ultra897 EMCCD相机科研级弱光成像解决方案
iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机科研级弱光成像解决方案。在当代科研领域,微弱光信号的精准捕捉是解开诸多科学难题的关键——从活细胞内分子的动态追踪,到宇宙天体的细微结构观测,再到量子世界的粒子探测,都需要一款兼具超高灵敏度与高速成像能力的设备。iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机作为Andor Technology(牛津仪器旗下)专为高端科研打造的成像利器,凭借单光子级检测精度、深度制冷降噪技术与灵活的性能配置,成为弱光成像领域的标杆产品。无论是需要大视场观测的天文学研究,还是追求高帧率的动态生物实验,iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机都能通过差异化的参数设计,为科研人员提供稳定、可靠的成像支持,推动各领域研究突破技术瓶颈。
核心技术与关键参数:精准匹配科研需求
iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机的核心竞争力源于对“弱光成像痛点”的针对性解决——传统成像设备要么因灵敏度不足错失微弱信号,要么因速度滞后遗漏动态过程,而这两款相机通过创新技术实现了“灵敏度与速度的平衡”。二者均采用背照式EMCCD传感器,这种设计去除了传统CCD正面的电极层,让光子直接作用于感光层,配合EX2双抗反射涂层,量子效率(QE)突破95%,即使是波长400-700nm的弱光信号,也能被高效转化为电信号;同时,电子倍增技术通过对电荷的逐像素倍增,避开了读出噪声的干扰,开启EM增益后读出噪声可降至1e⁻以下,真正实现单光子级检测。
为进一步降低噪声干扰,iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机搭载UltraVac™真空制冷技术:Ultra888可将传感器温度降至-95℃,Ultra897更可达-100℃,这种深度制冷能将暗电流(热噪声产生的虚假信号)压制到极低水平——Ultra888的暗电流仅0.00011e⁻/像素/秒,Ultra897为0.00015e⁻/像素/秒,确保长时间曝光下的数据准确性。在速度性能上,两款相机针对不同场景优化:iXonUltra888采用30MHz超频读出设计,1024×1024全帧分辨率下帧率达26fps,若开启“光学裁剪模式”聚焦128×128感兴趣区域(ROI),帧率可飙升至670fps,适合大视场动态观测;iXonUltra897则以17MHz读出实现512×512全帧56fps的高速成像,128×128ROI下帧率595fps,更适配小视场、高动态的实验需求。此外,iXonUltra888配备USB3.0接口保障高速数据传输,Ultra897的USB2.0接口则兼顾兼容性,二者均支持RealGain™线性增益控制,确保数据的定量稳定性。
典型应用实例:从实验室到深空的全能表现
iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机的性能并非停留在参数层面,而是在多个科研领域落地应用,解决了实际研究中的关键问题,以下为具体实例:
实例1:活细胞超分辨成像——捕捉溶酶体动态运输
某生物医学实验室需研究GFP(绿色荧光蛋白)标记的溶酶体在活细胞内的运输轨迹,此前使用sCMOS相机时面临两大难题:一是为捕捉微弱荧光信号需提高激发光强度,导致细胞光毒性增强,溶酶体活性在30分钟内下降50%;二是帧率不足(仅15fps),无法清晰追踪溶酶体的快速变向运动。改用iXonUltra897EMCCD相机后,其<1e⁻的读出噪声与95%的QE让激发光强度降低60%,光毒性显著减弱,溶酶体活性可维持2小时以上;同时56fps的全帧帧率与“光学裁剪模式”下的高帧率,精准捕捉到溶酶体沿微管的“跳跃式运输”过程,甚至观察到直径仅200nm的溶酶体与其他细胞器的短暂相互作用。配合SRRF-Stream实时超分辨技术,该实验室还实现了50nm精度的溶酶体结构成像,为细胞自噬机制研究提供了清晰的动态数据。
实例2:太阳色球层观测——突破大气湍流干扰
某天文台致力于研究太阳色球层的磁纤维结构,这类结构直径仅数百公里,且受大气湍流影响,成像易出现“抖动模糊”。此前使用的相机视场较小(仅512×512像素),需多次拼接才能覆盖完整的磁纤维区域,拼接过程中湍流变化导致数据错位;同时帧率不足(10fps),无法快速采集多帧图像进行后期降噪处理。iXonUltra888EMCCD相机的1024×1024像素传感器提供18.8mm对角线视场,一次成像即可覆盖目标区域,避免拼接误差;26fps的全帧帧率配合USB3.0高速数据传输,每秒可采集26帧图像,通过“多帧叠加”技术有效抵消大气湍流的抖动影响,使磁纤维的细节清晰度提升40%。此外,该相机支持-20℃低温环境运行,适配天文台夜间观测的低温条件,长期使用中未出现因温度波动导致的噪声升高问题。
实例3:量子纠缠光子检测——确保数据准确性
某量子物理团队开展“双光子纠缠态测量”实验,核心需求是精确计数纠缠光子对的数量,区分真实光子信号与噪声(如时钟诱导电荷CIC)。此前使用的相机CIC水平较高(0.01事件/像素),导致每1000个计数中就有10个虚假信号,严重影响纠缠度计算的准确性。iXonUltra897EMCCD相机的CIC仅0.0018事件/像素,虚假信号占比降至0.18%,配合CountConvert功能,可直接以“光子数”为单位定量数据,无需后期换算;同时,其线性增益控制(1-1000倍)确保不同光强下的计数稳定性,实验中成功观测到“纠缠光子对的符合计数峰值”,为量子通信协议的优化提供了可靠数据支撑。
实例4:纳米材料阴极发光成像——捕捉微弱光谱信号
某材料科学实验室研究氧化锌纳米线的阴极发光特性,这类材料在电子束激发下产生的发光信号极弱,且光谱分布不均匀,需要高灵敏度的相机同时捕捉空间分布与光谱信息。iXonUltra888EMCCD相机的高QE(95%)确保对微弱发光信号的高效捕捉,即使是纳米线尖端的局部发光也能清晰成像;13μm的像素尺寸与大视场(1024×1024),可同时记录纳米线的空间形貌与发光强度分布;配合Andor的Shamrock光谱仪,实现“成像+光谱”同步采集,成功观测到氧化锌纳米线的“蓝移发光峰”,揭示了纳米线直径与发光波长的关联规律——这一发现此前因信号微弱未被其他相机捕捉到。
产品优势与实用价值:为科研提供多维保障
iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机的优势不仅在于“高性能参数”,更在于对科研场景的深度适配,为用户提供“省心、可靠”的使用体验。在硬件层面,UltraVac™真空封装技术不仅实现深度制冷,还提供七年质保,避免了传统真空相机“定期维护”的麻烦;可选的fringesuppression技术降低近红外波段的干涉条纹,适配多波长成像需求。在软件层面,OptAcquire™一键优化功能让非专业用户也能快速配置参数——只需选择“活细胞成像”“天文观测”等场景,相机自动调整帧率、增益、制冷温度,减少参数调试时间;EMCAL™专利校准技术则确保长期使用中的增益稳定性,避免因设备老化导致的数据偏差。
从实用价值看,iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机为科研带来多维度提升:在实验效率上,低噪声与高灵敏度降低了实验重复次数,原本需要3次重复的实验现在1次即可获得可靠数据;在研究深度上,单光子分辨率与高速成像能力推动了“从静态观察到动态追踪”的转变,如活细胞研究中首次观测到“溶酶体的瞬时融合过程”;在成本控制上,其“一机多用”特性减少了设备采购成本——一台iXonUltra888可同时用于天文观测与材料成像,无需为不同场景单独购置相机。
作为科研级弱光成像的核心设备,iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机始终以“解决科研痛点”为目标,通过技术创新与场景适配,成为生命科学、天文学、量子物理、材料科学等领域的“得力助手”。无论是捕捉活细胞内的分子动态,还是观测宇宙中的天体细节,iXonUltra888和Ultra897EMCCD相机都能以卓越的灵敏度、速度与可靠性,帮助科研人员突破技术瓶颈,探索更多未知的科学领域。
欢迎技术交流。
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