sNIRII-Serie Wissenschaftskamera
Produktübersicht
Die sNIRII-Serie zielt auf fortschrittliche wissenschaftliche Anwendungen im 900–1700 nm (NIR-II) Wellenlängenbereich ab und verwendet in China hergestellte InGaAs-Bildsensoren mit hoher Empfindlichkeit und niedrigem Ausleserauschen, geeignet für In-vivo-Nahinfrarot-Bildgebung, biologische Fluoreszenzdetektion, Material-/Gerätecharakterisierung und andere Szenarien. Die typische Konfiguration bietet eine Auflösung von 640 × 512 mit 15 µm Pixeln und erreicht auch unter Schwachlichtbedingungen guten Kontrast und Details.
Zur Unterdrückung von Dunkelstrom und thermischem Rauschen ist das System mit TEC-Kühlung und geschlossenem Temperaturregelkreis ausgestattet, wodurch die Sensor-Betriebstemperatur um etwa 40 °C unter Umgebungstemperatur gesenkt wird. In Kombination mit einer beschlagfreien optischen Struktur wird eine stabile und saubere Bildgebung bei Tieftemperatur- und Langzeitbelichtungsbedingungen gewährleistet.
Die Kamera bietet USB3.0- und 10GigE-Hochgeschwindigkeits-Datenverbindungen (modellabhängig), unterstützt 8/16-Bit-Datenausgabe und integrierten Puffer zur Gewährleistung der Verbindungsstabilität bei Hochgeschwindigkeitserfassung. Die Erfassungsmodi umfassen Freilauf, Software-/Hardware-Trigger für die Synchronisation mit wissenschaftlichen Geräten wie Lasern, Lichtquellen und Bewegungs-/Schrittplattformen. Mit ToupView und plattformübergreifendem SDK (Windows/Linux, C/C++/C#/Python) für Systemintegration und Sekundärentwicklung.
Hauptmerkmale
- In China hergestellter InGaAs-Nahinfrarot-Sensor, Empfindlichkeit deckt 900–1700 nm (NIR-II) ab
- Typische Auflösung 640 × 512, Pixel 15 µm; Sensorfläche ca. 9,6 × 7,68 mm (modellabhängig)
- TEC-Kühlung mit geschlossenem Temperaturregelkreis, typisch ΔT ≈ 40 °C (unter Umgebung), deutliche Dunkelstromreduzierung
- Beschlagfreie optische Struktur, effektive Kondensationsunterdrückung bei Tieftemperatur- und Langzeitbelichtungsbedingungen
- 8/16-Bit-Bilddatenausgabe, verbessert Schwachsignal-Abstufungen und Dynamikbereich
- Integrierter 512 MB Puffer, gewährleistet Datenintegrität bei Hochgeschwindigkeitsübertragung
- USB3.0 / 10GigE Hochgeschwindigkeitsschnittstellen (modellabhängig), erfüllen verschiedene Plattform-Bandbreitenanforderungen
- Erfassungsmodi: Freilauf, Software-Trigger, Hardware-Trigger, für zeitliche Synchronisation mit externen Geräten
- Unterstützt ROI-Einstellung und digitales Binning (2×2 / 3×3 / 4×4), flexible Balance zwischen Auflösung/Bildrate/Signal-Rausch-Verhältnis
- Stromversorgung: 19 V unabhängige Stromquelle (4,74 A, modellabhängig)
- Umgebungsbedingungen: −30 ~ 45 °C, Luftfeuchtigkeit 0–95 % (nicht kondensierend, modellabhängig)
- Windows / Linux Plattform-SDK, unterstützt C/C++, C#, Python; mit ToupView
- Unterstützt Firmware-Upgrades vor Ort
- Entspricht CE / FCC / RoHS und weiteren Zertifizierungen (modellabhängig)
Produktmodelle
Wählen Sie das beste sNIRII-Serie-Modell für Ihre Anwendungsanforderungen
Modell | Sensor | Auflösung | Pixelgröße | Bildrate | Datenschnittstelle | Dynamikbereich | Aktion |
---|---|---|---|---|---|---|---|
sNIRII640B-U3 |
In China hergestellter InGaAs-Bildsensor
9,6 mm × 7,68 mm
|
0,33 MP (640×512) | 15 µm × 15 µm |
TBD @ 640×512
|
USB3.0 |
55,8 dB (HCG); 58,1 dB (MCG); 58,3 dB (LCG)
|
Details anzeigen |
sNIRII640A-U3-10G |
In China hergestellter InGaAs-Bildsensor
9,6 mm × 7,68 mm
|
0,33 MP (640×512) | 15 µm × 15 µm |
TBD @ 640×512
|
USB3/10GigE |
–
|
Details anzeigen |
Häufig gestellte Fragen
Erfahren Sie mehr über professionelles Fachwissen zu Nahinfrarot-II-Bildgebungskameras
- Wellenlängenbereich: NIR-II bezieht sich typischerweise auf 900–1700 nm, während Kurzwelliges Infrarot (SWIR) einen breiteren Bereich von 900–2500 nm abdeckt
- Sensortypen: NIR-II verwendet hauptsächlich InGaAs-Sensoren, SWIR kann InGaAs- oder erweiterte InGaAs-Sensoren verwenden
- Anwendungsschwerpunkte: NIR-II fokussiert mehr auf biomedizinische Bildgebung, SWIR hat breitere Anwendungen in industrieller Inspektion, Halbleitern und Landwirtschaft
- Bildgebungstiefe: NIR-II kann in biologischem Gewebe Zentimetertiefen erreichen, während SWIR bei bestimmten Materialprüfungen bessere Leistung zeigt
- Kostenüberlegungen: NIR-II-Kameras sind in der Regel kostengünstiger, erweiterte SWIR-Bereichskameras sind vergleichsweise teurer
- HCG (Hohe Konversionsverstärkung): Niedrigstes Ausleserauschen, geeignet für extrem schwache Signaldetektion, wie Einzelmolekül-Fluoreszenzbildgebung
- MCG (Mittlere Konversionsverstärkung): Ausgewogenes Rauschen und Dynamikbereich, geeignet für die meisten Standardbildgebungsanwendungen
- LCG (Niedrige Konversionsverstärkung): Maximale Full-Well-Kapazität und Dynamikbereich, geeignet für Szenen mit hohem Kontrast oder starke Signaldetektion
USB3.2-Schnittstelle: Geeignet für Labor-Desktop-Anwendungen, stabile Übertragung, Plug-and-Play, Übertragungsgeschwindigkeit bis zu 10 Gbps, Übertragungsdistanz auf 5 Meter begrenzt.
10GigE-Schnittstelle: Geeignet für Fernübertragung (bis zu 100 Meter), unterstützt Multi-Kamera-Synchronerfassung, Bandbreite bis zu 10 Gbps, ideal für industrielle Integration und große Versuchsaufbauten.
Detaillierte Produkteinführung
NIR-II-Bildgebungstechnologie-Prinzip
Nahinfrarot-II (900–1700 nm) Bildgebung nutzt die "optischen Fenster"-Eigenschaften biologischen Gewebes in diesem Wellenlängenbereich für tiefe Durchdringungsbildgebung. In diesem Band ist die Absorption durch Wasser und Hämoglobin gering, die Gewebestreuung ist deutlich reduziert (umgekehrt proportional zu einer negativen Potenz der Wellenlänge), was Bildgebungstiefen von 10–20 mm mit Auflösungen im Mikrometerbereich ermöglicht. In Kombination mit spezifischen NIR-II-Fluoreszenzsonden können hochkontrastige Bildgebungen wie Gefäßangiographie, Tumormarkierung und Lymphsystemverfolgung erreicht werden.
InGaAs-Sensortechnologie-Vorteile
InGaAs (Indium-Gallium-Arsenid) Sensoren sind die Kernkomponenten der NIR-II-Bildgebung. Ihre abstimmbare Bandlücke ermöglicht hervorragende Quanteneffizienz (QE>80%) im Bereich 900–1700 nm. Mit PIN-Photodioden-Struktur und CTIA-Ausleseschaltung wird rauscharme, hochempfindliche Detektion erreicht. Die Reife der in China hergestellten InGaAs-Technologie hat das internationale Technologiemonopol durchbrochen und bietet Forschern kostengünstige Optionen.
Präzise Temperaturregelung und Kühlsystem
Die sNIRII-Serie verwendet mehrstufige TEC (Thermoelektrische Kühlung) Technologie, die durch den Peltier-Effekt präzise Temperaturkontrolle erreicht. Das Kühlsystem integriert hocheffiziente Kühlkörper, geschlossene Temperaturregelung und Anti-Kondensations-Design. Die Temperaturstabilität erreicht ±0,1 °C und gewährleistet Langzeitbildgebungsstabilität. Anti-Kondensations-Optikfenster verwenden stickstoffgefüllte Versiegelung oder beheizte Glasdesigns, um Wasserdampfkondensation bei niedrigen Temperaturen zu verhindern.
Multi-Verstärkungsmodus-Architekturdesign
Die innovative Drei-Verstärkungs-Architektur realisiert mehrere Betriebsmodi auf einem einzelnen Sensor durch Umschalten verschiedener Kondensator-Rückkopplungsnetzwerke. HCG-Modus verwendet kleine Kondensatoren für hohe Konversionsverstärkung (0,96 e⁻/DN), MCG-Modus balanciert alle Leistungsaspekte (5,36 e⁻/DN), LCG-Modus verwendet große Kondensatoren für ultra-große Full-Well-Kapazität (2216 ke⁻). Dieses Design ermöglicht der Kamera Anwendungen von Einzelphotonendetektion bis zu hochdynamischer Bildgebung.
Systemintegration und Software-Ökosystem
Die sNIRII-Serie bietet ein vollständiges Software-Entwicklungspaket mit Windows/Linux-Dual-Plattform-Unterstützung. Die ToupView-Software bietet eine intuitive grafische Oberfläche mit Echtzeitvorschau, Parameteranpassung, Bilderfassung und Basisanalyse. Das SDK unterstützt gängige Entwicklungssprachen wie C/C++/C#/Python und erleichtert die Integration in LabVIEW, MATLAB und andere wissenschaftliche Plattformen. Standardisiertes API-Design gewährleistet Kompatibilität mit gängigen Bildverarbeitungsbibliotheken.
Hauptanwendungsbereiche
Typische Anwendungen der Nahinfrarot-II-Bildgebung in der Spitzenforschung
Typische Anwendungsszenarien
In-vivo-Gefäßbildgebung
Durch die Tiefendurchdringungseigenschaften des NIR-II-Bands kann hochauflösende Bildgebung von Gefäßnetzwerken in 10–20 mm Tiefe erreicht werden. Durch Injektion von NIR-II-Fluoreszenzsonden wie ICG können Blutfluss, Mikrozirkulation und Gefäßläsionen in Echtzeit beobachtet werden, was ein wichtiges Werkzeug für die Herz-Kreislauf-Forschung darstellt.
Tumormarkierungsdetektion
Verwendung spezifischer NIR-II-Fluoreszenzsonden zur Markierung von Tumorgewebe für präzise intraoperative Tumorgrenzenbestimmung. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden bietet NIR-II-Bildgebung höheren Tumor-Hintergrund-Kontrast und tiefere Gewebedurchdringung, was die Präzision chirurgischer Resektionen verbessert.
Lymphsystemverfolgung
Durch subkutane oder peritumorale Injektion von NIR-II-Fluoreszenzmarkern können lymphatische Drainagewege in Echtzeit verfolgt und Sentinel-Lymphknoten präzise lokalisiert werden. Diese Technologie hat wichtigen klinischen Wert bei der Diagnose von Krebsmetastasen und der Behandlung von Lymphödemen.
Zerebrale Gefäßbildgebung
NIR-II-Bildgebung kann durch den Schädel hindurch zerebrale Gefäßnetzwerke beobachten und dynamische Veränderungen des zerebralen Blutflusses ohne Kraniotomie überwachen. Dies bietet ein nicht-invasives, Echtzeit-Bildgebungsverfahren für die Forschung zu Schlaganfall, zerebraler Ischämie und anderen Erkrankungen.
Halbleiterinspektion
Nutzung der Transparenzeigenschaften von Siliziummaterialien im NIR-II-Band zur Detektion interner Defekte, Risse und Verunreinigungsverteilungen in Wafern. Im Vergleich zur sichtbaren Lichtdetektion kann NIR-II-Bildgebung dickere Siliziumwafer durchdringen und tiefere Defekte aufdecken.
Quantenpunkt-Fluoreszenzbildgebung
NIR-II-Quantenpunkte besitzen hervorragende Photostabilität und Quantenausbeute für langfristige In-vivo-Verfolgung. Durch Oberflächenfunktionalisierung können gezieltes Imaging spezifischer Zellen, Gewebe oder Moleküle sowie Überwachung der Medikamentenabgabe erreicht werden.
NIR-II und SWIR Technologievergleich
Technische Merkmale | NIR-II (900–1700 nm) | SWIR (900–2500 nm) |
---|---|---|
Hauptanwendungen | Biomedizinische Bildgebung, In-vivo-Bildgebung, Fluoreszenzdetektion | Industrielle Inspektion, Landwirtschaft, Mineralanalyse, Feuchtigkeitsdetektion |
Sensortypen | Standard-InGaAs | Standard- oder erweiterte InGaAs, MCT |
Quanteneffizienz | 900–1700 nm: >80% | Gesamtband: 60–85% (je nach Sensortyp) |
Typische Pixelgröße | 15–25 µm | 15–30 µm |
Kühlungsanforderungen | TEC-Kühlung (ΔT=40–50 °C) | TEC oder Flüssigstickstoffkühlung (erweitertes Band) |
Kosten | Mittel | Höher (besonders erweitertes Band) |
Biokompatibilität | Hervorragend (niedrige Phototoxizität) | Gut (Wärmeeffekte beachten) |
sNIRII-Serie Technische Vorteile
- 900–1700 nm NIR-II-Bandabdeckung
- In China hergestellter InGaAs-Sensor, hohe Kosteneffizienz
- TEC-Kühlung, Temperaturdifferenz bis 40–50 °C
- Flexibles Umschalten zwischen drei Verstärkungsmodi
- 14-Bit-ADC hoher Dynamikbereich
- USB3.0/10GigE Dual-Schnittstellenoptionen
- Anti-Kondensations-Optikdesign
- Vollständige SDK-Unterstützung, einfache Integration