在生命科學(xué)超分辨率成像、量子物理單光子探測(cè)、交叉領(lǐng)域單分子追蹤等應(yīng)用場(chǎng)景中，具有單光子級(jí)探測(cè)能力的科學(xué)相機(jī)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)備。

千眼狼Gloria 1605采用16μm×16μm大像元尺寸設(shè)計(jì)，基于Gpixel科學(xué)級(jí)背照式CMOS芯片，集成千眼狼底層圖像處理技術(shù)、超低噪聲模擬電路設(shè)計(jì)技術(shù)、熱管理與真空封裝技術(shù)、智能讀出與控制技術(shù)、高級(jí)校正與算法五大核心技術(shù)，具備捕捉微弱單光子信號(hào)的能力。

依據(jù)EMVA1288 R4.0測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，考慮單光子級(jí)探測(cè)場(chǎng)景所需，設(shè)定bit12_LN低噪聲模式，對(duì)科學(xué)相機(jī)Gloria 1605實(shí)測(cè)，部分結(jié)果如下：

1. 量子效率（QE）：該指標(biāo)反映了sCMOS相機(jī)在弱光環(huán)境下的光子捕獲效率。Gloria 1605 在bit12_LN低噪聲模式下，w530波段，QE可達(dá)87.69%，見(jiàn)圖1。高量子效率意味著1605能更有效地將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的電信號(hào)，直接降低單光子探測(cè)的曝光需求，提升成像質(zhì)量。

圖1

2. 暗電流噪聲：該指標(biāo)指無(wú)光照下探測(cè)器由于內(nèi)部載流子熱激發(fā)等原因產(chǎn)生的隨機(jī)電流波動(dòng)，反映了sCMOS相機(jī)在弱光環(huán)境下控制噪聲的能力，使單光子信號(hào)能夠在清晰背景下被準(zhǔn)確檢測(cè)到。為在單光子探測(cè)極弱光場(chǎng)景下，能穩(wěn)定分離1e-級(jí)信號(hào)的單光子事件，Gloria 1605采用了深度制冷設(shè)計(jì)，溫差最大為60°C，暗電流低至0.3e-/p/s，見(jiàn)圖 2。

圖2（-15°C實(shí)測(cè)暗電流）

3. 暗信號(hào)不均勻性（DSNU）：該指標(biāo)表征傳感器在完全黑暗環(huán)境下各像素暗電流輸出的差異，指標(biāo)越低， sCMOS相機(jī)在不同像素之間的暗信號(hào)差異越小，圖像的均勻性越好，定量分析精度越高。Gloria 1605 DSNU僅0.317e-，表明在低噪聲模式下具有極高的圖像均勻性，能夠有效減少暗信號(hào)的隨機(jī)波動(dòng)，確保圖像背景的穩(wěn)定，使得單光子信號(hào)能夠在清晰的背景下被精準(zhǔn)探測(cè)，避免背景噪聲干擾。

圖3

以上所有指標(biāo)均通過(guò)ez1288系統(tǒng)（EMVA1288 R4.0標(biāo)準(zhǔn)）實(shí)測(cè)驗(yàn)證。千眼狼可向科研人員提供完整測(cè)試報(bào)告及SDK開發(fā)包（支持Python,C++,C#,C），支持定制化場(chǎng)景適配方案，并提供免費(fèi)樣機(jī)測(cè)試服務(wù)。