qCMOS 相機是一種兼具低噪聲和快速讀出性能的超靈敏相機。qCMOS 相機將光轉換為信號時產生的噪聲低于光的最小單位光子產生的噪聲，因而在世界上率先實現了光子數分辨成像，可以精確測量光子數量。 qCMOS 相機的最終量化成像有望在量子技術、天文學、半導體和生命科學等各個領域得到應用。

1. 極低噪聲性能

為了檢測具有高信噪比的弱光，ORCA?-Quest 2針對傳感器從結構到電子元件的各個方面進行了設計和優化。相機開發以及定制傳感器開發都采用最新的CMOS技術，實現了0.30電子的極低噪聲性能。

平均每像素1個光子的圖像(偽彩色)比較

曝光時間：200 ms LUT：最小值至最大值 比較面積：512像素 × 512像素

2. 實現光子數解析 (PNR) 輸出

光是許多光子的集合。光子在傳感器上轉化為電子，這些電子被稱為光電子。“光子數解析*”是一種通過對光電子計數來精確測量光的方法。為了計算這些光電子，相機噪聲必須足夠小于光電子信號量。傳統的sCMOS相機可實現較小的讀出噪聲，但仍大于光電子信號，因此難以計算光電子。ORCA-Quest 2采用先進的相機技術，可對光電子進行計數，并提供0.30電子 rms(@Ultra 安靜掃描)的超低讀出噪聲、溫度和時間穩定性、單個校準以及每個像素值的實時校正。

*光子數解析是唯一的，與光子計數有很大不同(更精確地說，該方法解析光子的數量。然而，由于單光子計數代替單光電子計數已用于該領域的可比較方法，因此我們將使用術語“光子數解析”)。光電子概率分布的模擬數據(每個像素生成的光電子的平均數量：2個電子)

3. 背照式結構和高分辨率

高QE對于檢測光子的高效性至關重要，并且通過背照式結構實現。在傳統的背照式傳感器中，由于沒有像素分離，像素之間會發生串擾，分辨率通常低于前照式傳感器。ORCA-Quest 2 qCMOS的傳感器具有用于實現高量子效率的背照式結構，以及用于減少串擾的一對一像素的溝槽結構。

MTF測量結果

調制傳遞函數 (MTF) 是一種分辨率評估。它是表明物體對比度能夠被精確再現的程度的值。

4. 實現大量像素和快速讀出

ORCA-Quest 2以940萬像素 (4096 (H) × 2304 (V)) 實現超低噪聲。與Gen Ⅱ sCMOS和EM-CCD 相機等傳統科學相機相比，ORCA-Quest能夠捕獲更多對象。

此外，ORCA-Quest 2的讀出速度表現優異。這里，我們指的是“數據率(像素數 × 幀速率)”，它表示相機在 1 秒內讀取多少像素，以便比較各種科學相機。與傳統的sCMOS相機相比，帶標準掃描功能的ORCA-Quest 2即使在較低的讀出噪聲下也能實現更高的數據率。此外，具有超靜音掃描功能的 ORCA-Quest 2實現了光子數解析成像，其數據率比EM-CCD相機的單光子計數成像快了10倍。

像素比較

數據率比較

審核編輯 黃宇