滨松qCMOS相机实测案例大公开（二）

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滨松qCMOS相机实测案例大公开（二）

来源: | 作者:topphotonics | 发布时间: 2022-09-28 | 453 次浏览 | 分享到:

大家好，我是拓普光研的小萌新——Joe。

上一期，拓普光研公众号转发了滨松qCMOS相机实测案例大公开，本期就由Joe继续给老铁们分享来自客户的应用实例。

首先呢，Joe带大家一起复习下滨松qCMOS相机的二大优势！

一、

在保证了高帧速、高分辨率的同时也保持着高信噪比的优势实现了"鱼与熊掌兼得"。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。

二、

读出噪声下降到0.27个电子，终于实现了"光子定量"（Photon number resolving）用户可以直接读出每个像素中精确的光电子数目，从而定量获得像素所收集的光子数目。

好啦，以下是Joe收集和整理的最新ORCA-Quest qCMOS应用实例，并且经过了用户老师的授权发布允许，让我们一起来看看吧。

NO.1

超分辨显微成像——华南师范大学

使用近红外连续型激光调制后的结构光引进显微镜对上转换纳米颗粒实现结构光超分辨显微成像。

图（1）拍摄对比图

图（2）信号强度对比图

对于发光较弱的样品，在曝光时间均为100ms的条件下，滨松qCMOS相机的成像效果要优于同类型其他相机，图（1）左为同类其他相机，图（1）右为滨松qCMOS相机。图（2）左为同类其他相机的荧光信号强度，图（2）右为滨松qCMOS的荧光信号强度。

数据显示滨松相机的荧光信号强度比同类别其他相机有三倍提升，考虑到滨松相机的像素单元尺寸（4.6um*4.6um）仅为同类型其他相机（6.5um*6.5um）的一半，探测到的信号强度却是后者的三倍，可知其量子转化效率十分优秀。

图（3）同类相机拍摄效果

图（4）qCMOS相机拍摄效果

对于发光较强的样品，同类其他相机在10ms、100ms、500ms曝光时间对应的图像信噪比分别为4，13，16，如图（3）；

而滨松相机凭借其优秀的量子转化效率，在获得高信号强度的同时，也得到了信噪比更好的图像，在10ms，100ms，500ms曝光时间对应的图像信噪比分别为5，21，28，如图（4）。

NO.2

天文成像——深圳大学

图（5）天文拍摄系统

如图（5）将滨松qCMOS相机装在米德LX600天文望远镜上，在天文望远镜小视场下对夜空的土星进行拍摄。下图（6）为相机土星拍摄结果。

图（6）土星拍摄效果图

采用qCOMS相机使用高倍率天文望远镜拍摄土星，曝光时间为5ms，拍摄的图像。即使在低曝光时间下，依然可以得到高信噪比的图像，土星环及土星主体可见，拍摄效果良好。

NO.3

计算光学成像——深圳大学计算光学成像实验室

采用qCMOS相机采集到的点扩散函数图像可以较好的将散射图像重建为目标图像，并且重建精度高、分辨率高。对光学分辨率板USAF1951的重建可以分辨2号线组第5组线，6.35 LP/mm的线对，78.75 um的线宽。与同类相机相比，qCMOS相机的光子定量技术可以在较短的曝光时间获取10 um针孔的清晰的点扩散图像（针孔直径越小，重建效果越好），同时采集物体散射成像的时间也短，提高了信噪比，提高散射图像重建质量。4.6 um的像素尺寸提高了重建分辨率，16bit的像素位深可以获取更丰富的散射信息。重建精度和分辨率明显高于同类相机。