pco.sCMOS是德國PCO推出的科學成像相機的突破，它具備出色的性能，同時提供超低噪音，高速的幀頻，寬動態(tài)范圍，高量子效率，高分辨率和大的視場范圍 。 使用科學級SCMOS超級CMOS芯片：該相機創(chuàng)造了其他科學相機所不能達到的關鍵性能：
高分辨率 （2560 x 2160 )
高速全幀幅 （100fps @ full frame )
高量子效率 （95% ) 使用背照式sCMOS芯片
低噪聲 （0.8e- RMS)
高動態(tài)范圍 （36000 : 1)
A/D轉換 （16 bit )
當前所有流行的主流視覺芯片（CCD、CMOS、EMCCD等）由于芯片技術限制，都不得不在以上四個參數(shù)中取舍，無法做到兼顧。因此，基于這些芯片的傳統(tǒng)科研相機往往無法單獨滿足客戶要求，而且對于一些要求苛刻的特殊領域望塵莫及。而現(xiàn)在，sCMOS芯片的出現(xiàn)開始解決這些問題。
sCMOS芯片
sCMOS是PCO公司參與開發(fā)的科學CMOS芯片，避除了傳統(tǒng)CMOS芯片高暗電流、高讀出噪聲、低填充因數(shù)和一致性差等缺點，繼承了CMOS高速、低消耗、沒有任何溢出等優(yōu)點，為科學圖像高質量創(chuàng)造新的應用領域。
sCMOS芯片與傳統(tǒng)芯片的性能比較
參數(shù) | PCO.edge | Interline CCD | EMCCD |
像素 | 5.5 M像素 | 1.3 to 4 M像素 | 0.25 to 1 M |
像素大小 | 6.5 mm | 6.45 to 7.4μm | 8 to 16 mm |
讀出噪聲 | < 1.5 e- @ 100 fps 1.1e @ 30fps | 4 -10 e- | <1 e- (with EM gain) |
全幀速 | 100 fps | 3 to 16 frames/s | > 30 fps |
量子效率 | ~60% (FI) | 65% | 65% (‘virtual phase’)>90% (‘back-illuminated’) |
動態(tài)范圍 | 27000:1 @ 33 fps | ~ 3,000:1 @ 11 fps | ~ 8500:1 @ 30 fps with low EM gain |
乘性噪聲 | 無 | 無 | 1.41x with EM gain (effectively halves the QE) |
可以取代EMCCD的sCMOS相機
sCMOS相機具有EMCCD相同的噪聲等級，使得EMCCD的低噪聲優(yōu)勢幾近喪失。 sCMOS相機的高性能決定了其可以替代EMCCD的在絕大部分應用領域。
EMCCD的缺陷有下述幾點：
EMCCD的放大機制有效地將讀出噪聲降至1e-以下，但同時也引入了另一個噪聲源——乘性噪聲。這將明顯地增加信號的散粒噪聲（RMS), 因數(shù)為1.41這將導致像元與像元之間以及幀幅與幀幅之間微光信號的變化性。乘性噪聲的凈效應是獲取的圖像的信噪比降低，在一定程度上認為芯片的量子效率（QE)會從兩個方面減少。例如,一個量子效率增強型背光EMCCD原本的QE是90%，當考慮到乘性噪聲時，其QE減少到了45%。
EMCCD有限的動態(tài)范圍也是要考慮的因素。對于大像元（13 to 16μm）的EMCCD可以描繪出一個很好動態(tài)范圍，但僅是在讀出速度較低的情況下。要獲得更高的動態(tài)范圍，必須要設定更低的讀出速度（或減小像素）以及合適的EM增益。而使用高EM增益將耗盡動態(tài)范圍。此外，為使得百萬像素的EMCCD可以達到一定的幀速，就要進行多端口輸出，這又增加了不菲的額外費用。最后，EMCCD的功率消耗很高，且需要深度熱電制冷，無法滿足有些微光成像實驗的應用要求。
sCMOS相對EMCCD的優(yōu)勢有：
高分辨率
真正的高動態(tài)范圍
芯片不需要隨時間進行線性校準
無需深度制冷來減少增益噪聲
增加增益值時不會降低動態(tài)范圍
無EMCCD普遍存在的芯片老化問題
應用領域：
活細胞顯微鏡 ；單分子檢測 ；超分辨率顯微鏡 ；TIRF顯微鏡/波導，旋轉盤共聚焦顯微鏡 ；基因組測序（第2和第3根） ；熒光共振能量轉移;FRAP分析 ；自適應光學 ；熒光光譜，生物及chemi發(fā)光 ；高通量篩選 ；光伏檢查 ；X射線斷層攝影術;ophthalmology；流式細胞儀 ；生物芯片閱讀 ；機器視覺 ；電視/廣播 ；光譜（光譜）成像 ；激光誘導擊穿光譜儀（LIBS技術） ；粒子圖像測速 PIV
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