圖1：GSENSE6504BSI 和 Aires 6504

GSENSE6504BSI是長(zhǎng)光辰芯對(duì)現(xiàn)有主流sCMOS傳感器GSENSE2020BSI的升級(jí)替代產(chǎn)品。在保持現(xiàn)有產(chǎn)品6.5μm像元, 95% 峰值量子效率，400萬(wàn)像素分辨率光學(xué)特性，和本身優(yōu)異的動(dòng)態(tài)范圍的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品設(shè)計(jì)專注高端成像需求和痛點(diǎn)，聚焦讀出噪聲和幀頻這兩個(gè)核心性能的優(yōu)化，并取得了突破性進(jìn)展。在幀頻提升了57%的情況下, 噪聲水平降低了75%。同時(shí)，GSENSE6504BSI還采用與現(xiàn)有產(chǎn)品管腳兼容的封裝管殼，簡(jiǎn)化了相機(jī)的設(shè)計(jì)，為加快產(chǎn)品更新?lián)Q代創(chuàng)造了條件。

圖 2 GSENSE2020BSI vs GSENSE6504BSI 核心指標(biāo)比較

GSENSE6504BSI實(shí)現(xiàn)了0.43e- rms噪聲，且Mode噪聲值達(dá)到0.28e-，如下圖3-(c)所示，配合鑫圖成熟的深度制冷技術(shù)，使得Aries 6504成為鑫圖首款具備單光子探測(cè)能力的面陣sCMOS相機(jī)，同時(shí)標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)高端科學(xué)相機(jī)躋身世界領(lǐng)先行列。

圖 3-(a)

 圖 3-(b)   

 圖 3-(c)

圖 3 . GSENSE6504BSI單光子探測(cè)實(shí)驗(yàn)：芯片溫度為-20℃，獲取100,000圖像 (點(diǎn)擊圖片可放大）。圖 3-(a)噪聲分布曲線；圖 3-(b)計(jì)算不同噪聲值的像素點(diǎn)數(shù)；圖 3-(c)不同噪聲像素點(diǎn)的單光子探測(cè)曲線。

GSENSE6504BSI  

GSENSE2020BSI

圖 4 GSENSE6504BSI和GSENSE2020BSI的微光成像對(duì)比。光信號(hào)為平均2光子/像素，芯片曝光時(shí)間：0.5ms，室溫拍攝。

對(duì)于極端弱光成像的場(chǎng)景，如生物熒光成像、物理天文研究等，不僅要求超低的讀出噪聲，同時(shí)傳感器的量子效率和暗電流直接影響光學(xué)系統(tǒng)的探測(cè)極限。GSENSE6504BSI除了具備0.43e- rms的讀出噪聲，同時(shí)繼承了GSENSE2020BSI極高的量子效率，峰值量子效率為95%(450nm)。暗電流也進(jìn)一步降低，在-30℃下，暗電流僅0.004e-/p/s，相較GSENSE2020BSI，降低了近17倍。Aries 6504采用鑫圖光電的深制冷技術(shù)，暗電流還能進(jìn)一步降低，必將拓展sCMOS相機(jī)在極弱光長(zhǎng)時(shí)間曝光的應(yīng)用，如小動(dòng)物活體和天文成像等方向的應(yīng)用范圍。

圖 5 GENSE6504BSI vs. GSENSE2020BSI 暗電流隨溫度變化

作為高端成像儀器設(shè)備的核心成像部件—科學(xué)相機(jī)的生產(chǎn)商，鑫圖光電自創(chuàng)立伊始，就把“挖掘科學(xué)成像的無(wú)限潛力”作為企業(yè)的使命。通過(guò)快速導(dǎo)入最新的成像器件，研發(fā)新的圖像算法、優(yōu)化制冷技術(shù)，不斷追求極致的相機(jī)性能。在相機(jī)性能提升的環(huán)節(jié)中，圖像傳感器原始性能的提升非常關(guān)鍵。通過(guò)GSENSE6504BSI 卓越的性能加持，Aries 6504憑借0.43e-的讀出噪聲和300fps高速成像能力，將sCMOS的光子定量探測(cè)極限推向新高度。同時(shí)，鑫圖先進(jìn)完善的制程工藝能力，也能保證將這款頂級(jí)性能的科學(xué)相機(jī)，以合理的價(jià)格快速推向市場(chǎng)，全面增強(qiáng)客戶的科研和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

此次聯(lián)合發(fā)布，不僅是一次產(chǎn)品升級(jí)，更是鑫圖光電與長(zhǎng)光辰芯攜手合作，深化“芯片－整機(jī)”協(xié)同創(chuàng)新模式，挑戰(zhàn)極端弱光成像技術(shù)的全新起點(diǎn)。我們相信，辰芯新一代圖像傳感器的性能突破和鑫圖科學(xué)相機(jī)技術(shù)的升級(jí)換代，必將為科學(xué)成像和高端成像儀器的綜合性能帶來(lái)革命性提升。