用途 | qCMOS相机

量子技术

中性原子,离子阱

中性原子和离子在阵列中逐个排列,用作量子计算的量子位。量子位状态可以通过观察它们各自散发的荧光来确定。荧光测量需要在短时间内完成,还需要具有极低噪声和很高速度的光电检测器。ORCA-Quest 2 既可以对整个量子位阵列进行诊断,也可以对每个量子位进行状态检测,具有极低的噪声特性和快速读出能力。此外,QE 覆盖主要离子和原子物质的广泛波长范围。

使用 ORCA-Quest 对 Rb 原子阵列进行荧光成像

数据提供:大阪大学山本隆教授和小林俊辉助理教授

量子光学

量子光学使用单光子源来利用单光子的量子特性。量子光学研究还使用单光子计数探测器,并且现在还出现了使用光子数解析检测器以区分进入检测器的光子数的新兴需求。相机技术的新概念,光子计数相机,预计将在该领域获得新的发现。

補償光学で波面を補正

使用 ORCA-Quest 进行量子成像的实验设置

補償光学 比較

使用 ORCA-Quest 进行量子成像的图像

数据提供:格拉斯哥大学 Miles Padgett

生命科学

超分辨率显微镜

超分辨率显微镜是指获得空间分辨率高于衍射极限的显微镜图像的一系列方法。超分辨率显微镜需要配备兼具极低噪声和小像素尺寸,从而产生更高分辨率的科学相机。 

ORCA-Quest 生成的超高分辨率图像

qCMOS 相机 / 4.6 μm 像素尺寸

ORCA-Fusion 生成的超高分辨率图像

Gen III sCMOS 相机/6.5 μm 像素尺寸

使用 ORCA-Quest 进行实验设置

由 Visitech International 的 Steven Coleman 提供,该图像采用 VT-iSIM 这种高速超分辨率活细胞成像系统生成。

生物发光

与传统荧光显微镜相比,生物发光显微镜具有独特优势(例如不需要激发光),因而备受关注。生物发光的主要缺点是其非常低的光强度,这会导致曝光时间长、图像质量低。生物发光研究即使在长时间曝光时也需要高灵敏度相机。

NanoLuc 融合蛋白质 ARRB2 和 Venus 融合蛋白质 V2R 位于附近,即将发生 BRET。

视场整体图像(物镜:20× / 曝光时间:30 秒 / 像素合并:4×4)

显微镜系统的外观

数据提供:东北大学分子和细胞生物化学研究生院柳川正隆博士

植物中的延迟荧光

植物会释放极小一部分光能量,在一段时间内作为光进行光合作用。这种现象被称为延迟荧光。通过检测这种微弱光,可以观察化学物质、病原体、环境和其他应激源对植物的影响。

观赏植物的延迟荧光(在激发光淬灭 10 秒后曝光 10 秒)

天文学

幸运成像

当从地面观察星星时,由于大气湍流,星星的图像可能模糊,因此大大降低捕获清晰图像的能力。但是,由于曝光时间短且大气条件适宜,有时可以拍摄到清晰的图像。因此,幸运成像是一种获取大量图像并在对齐时仅整合最清晰的图像的方法。

Orion Nebula(带 3 个波长滤光片的彩色图像)

成像设置

自适应光学

通过自适应光学方法,系统可立即校正受大气波动干扰的入射光的波前。为了执行实时和高精度的波前校正,相机必需以高速和高空间分辨率获取图像。此外,由于波前校正是在测量激光导星的极暗状态下执行的,因此相机还需要具备高灵敏度。

通过自适应光学进行波前校正

補償光学で波面を補正

自适应光学比较

補償光学 比較

*数据提供:京都大学天文系山本广大博士

HEP/同步加速器

对于 X 射线或其他类型的高能粒子的成像,通常使用连接了闪烁体的科学相机。成像系统需要低噪声和高速度来检测瞬时现象。

小鼠胚胎 X 射线相差 CT 图像

ORCA-Quest 结合高分辨率 X 射线成像系统 (M11427) 生成的小鼠胚胎的 X 射线相差 CT 图像

曝光时间:15 毫秒,总测量时间:6.5 分钟

实验设置

相机设置

数据提供:日本同步加速器辐射研究所 (JASRI) 高级研究员 Masato Hoshino 博士对 SPring-8 BL20B2 光束线进行的研究

拉曼光谱仪

拉曼效应是波长不同于入射光的光散射,拉曼光谱仪是一种通过测量该波长来确定材料特性的技术。拉曼光谱仪可在分子层面进行结构分析,提供化学键合、结晶度等信息。

线扫描类型拉曼成像系统中每像素光子数相等条件下的拉曼光谱(单帧)比较

拉曼图像

qCMOS

EM-CCD

特殊站点

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