iStar门控像增强探测器

整合CCD & sCMOS芯片以及像增强器技术

新

iStar sCMOS

□✓ Superior speed up to 4,001 fps and sps
□✓ Ultra low noise for high sensitivity
□✓ 新 Ultrafast spectroscopy and multi-track
□✓ Ultimate timing accuracy with <3 ns gating
□✓ Market leading dynamic range at full speed

sec

纳秒时间分辨应用

量子纠缠

量子纠缠状态下两个粒子（或多个粒子）的性质相互关联，即使在远距离上，施加在一个粒子的作用会引起另外一个粒子发生相应的变化，爱因斯坦将这种现象描述为“鬼魅般的超巨作用”。量子纠缠态的研究是量子、量子密码学的基础。

iStar sCMOS精准门控，以及更高分辨率的性能，可以提高光子纠缠或非纠缠态的分辨能力。

等离子体诊断

等离子体可通过很多方法产生，例如：激光烧蚀，电容/电感型电源与电离气体间的耦合等。对等离子体特性以及动力学过程的理解跟以下领域息息相关：核聚变、沉积、微电子学、材料表征、显示系统、表面处理、基础物理和环境健康等。

门控在等离子上用方法研究确定材料的参数。精确的纳秒级门控像增强器可被用于等离子体动力学研究，或捕捉脉冲激光器作用下产生的等离子体等信息。

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案例学习：汤姆森散射
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LIBS-激光诱导击穿光谱

激光诱导击穿光谱（LIBS）被广泛应用于固体/液体/气体的元素成分分析。一束高功率脉冲激光聚焦于样品表面产生等离子体，等离子体中的原子以及离子的发射光谱被光谱仪和一个门控收集，从而分析出样品中的元素成分或者浓度信息。

iStar门控功能可以有效地阻断激光信号，同时将有效的原子光谱信号从连续的轫致辐射中提取出来。

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 案例学习：远程LIBS LIBS
网络课堂：LIBS的基本原理

Elemental images obtained by laser-induced breakdown spectroscopy showing the bio-distribution of Iron (Fe), Phosphorous (P) and Gold (Au) in a murine kidney

流体和喷雾分析，燃烧过程

平面激光诱导荧光（PLIF）是一种研究流体动力学的主要技术，采用非干扰方式从样品中获得流体和火焰的动力学以及化学反应过程。PLIF系统使用脉冲激光作为激发光源，柱面镜将线激光变成片激光，经过流体/火焰后激发不同基团的荧光，通过门控对荧光信号进行成像。

iStar sCMOS高帧速的特征契合了基于Nd:YAG激光器的PLIF采样率（15Hz）要求，跟基于CCD或者隔行式相机的门控相比，iStar sCMOS提供更出色的动态范围以及灵敏度。

iStar sCMOS的“双帧连拍”模式适用于PLIF-PIV的流体分析，同时门控功能可以有效隔断背景噪声。

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案例学习：燃烧光谱学

非线性光学

非线性的广义定义包含和频、二次谐波及高次谐波等领域。

iStar门控功能被用来精确获取有用信号，同时隔断背景噪声。

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案列学习：超短及真空紫外脉冲的表征

Interference fringes of Coherent harmonic generation (CHG) radiation from a double-slit experiment

时间分辨荧光

瞬态发光、荧光、电致发光、辐射发光成像以及光谱技术广泛应用于金属复合物、OLED、发光、细胞动力学、远程化合物检测以及闪烁体特性表征等。

门控被用于隔断不需要的脉冲激发光源，也用来检测样品发光衰减信号。

iStar系列精确的门控功能可以检测ns量级的发光衰减。iStar光阴极选项可以与样品发光波长匹配，用于光谱以及成像的各类研究。

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案例学习：荧光寿命
 案例学习：激光诱导荧光光谱

型号列表以及选项：

iStar系列产品提供多种分辨率芯片以获得清晰的图像和光谱分辨率，同时具有高动态范围。

采用光纤锥耦合的方式耦合像增强器和传感芯片，提高搜集效率。而棱镜耦合的方案则会导致通光量降低，成像变形等弊端。

型号	iStar CCD 312	iStar CCD 320	iStar CCD 334	iStar CCD 340	iStar sCMOS
像素矩阵	512 x 512	1024 x 256	1024 x 1024	2048 x 512	2560 x 2160
像素尺寸（μm）	24	26	13	13.5	6.5
高空间/光谱分辨率	-	-	Yes	Yes	Yes
快速成像率	Yes	-	-	-	Yes
快速光谱速率	Yes	Yes	Yes	-	Yes
窄带光谱学	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
同时宽带光谱学	-	Yes	-	Yes	-
扩展的多通道	Yes	-	Yes	-	Yes

一体式时间延时控制器（DDG¬TM）

内置低抖动、短插入延时电路保证精确的时间控制功能，确保芯片、像增强器门控和外部硬件同步。

门宽和步长设置，10ps精度
3路外触发信号，10ps精度

门控技术-超快光阴极快门

<2ns真实快门，精确瞬态研究
Intelligate™- MCP在UV波段提高通断比
500kHz 连续光阴极重复频率 – 高重复频率实验下提高信噪比

ICCD的响应受限于像管的量子效率，主要由入射窗口和光阴极决定。入射窗口一般决定短波长的透过率而光阴极板决定了长波的响应。

Andor iStar产品选用全新GenII（基于alkali）, GenIII（基于GaAs）像增强器，响应速度快、分辨率高、门宽低至纳秒级别、响应覆盖VUV（129nm）到短波（1100nm），量子效率高达50% 。

二代光阴极

三代光阴极

光阴极	型号	光谱范围	峰值QE		推荐
-03	Gen 2	180-850 nm	18%	<2 ns	等离子体成像、LIBS、瞬态发光/吸收、燃烧（LIF,PLIF）
-04	Gen 2	180-850 nm	18%	<2 ns	快动力学选用P46
-05	Gen 2	120-850 nm	16%	<5 ns	VUV选用MgF2光窗
-13	Gen 2	180-920 nm	13.5%	<50 ns	NIR瞬态光致发光
-63	Gen 3	280-760 nm	48%	<2 ns	在VIS波段的瞬态荧光，等离子体研究和光子计数研究
-73	Gen 3	280-910nm	26%	<2 ns	在VIS-IR波段的瞬态荧光，等离子体研究和光子计数研究
-83	Gen 2	180-850nm	25%	<100 ns	UV波段瞬态研究
-93	Gen 3	180-850 nm	4%	<3 ns	NIR-IR瞬态光致发光
-A3	Gen 3	280-810nm	40%	<2 ns	在VIS-NIR波段的瞬态发光，等离子体研究和光子计数研究
-E3	Gen 2	180-850 nm	22%	<2ns	结合高QE、UV响应、ns门宽特点，适合LIBS、瞬态荧光和吸收、等离子体研究、燃烧（LIF/PLIF）

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Comparative read noise	Comparative dynamic range

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Sustained full-frame imaging rates (fps)	Maximum sustained spectral rates (sps)

* 2x2 binning (13 µm pix.), effective 1.5 MP

Competitor Interline ICCD: 1MP, 12.9 µm pixel size

Competitor emICCD: 1 MP, 14 µm pixel size

型号选择

2x2 binning（13μm像素），有效1.4 MP

图片集

客户发表文献

Author	Title	2016
A. Hopkins	Portable Deep-Ultraviolet (DUV) Raman for Standoff Detection	2016
P. Morgan et al	Hybrid interferometric/dispersive atomic spectroscopy of laser-induced uranium plasma	2016
Raúl Payri et al	Diesel ignition delay and lift-off length through different methodologies using a multi-hole injector	2016
J. Wang et al	Classification of Chinese tea leaves using laser-induced breakdown spectroscopy combined with the discriminant analysis method	2016
H. Bouchouicha, et al	Synthesis and luminescent properties of Eu 3+/Eu 2+ co-doped calcium aluminosilicate glass–ceramics	2016
M. Gondal et al	Laser produced plasma diagnosis of carcinogenic heavy metals in gallstones	2016
M. Janda et al	Generation of Antimicrobial NOx by Atmospheric Air Transient Spark Discharge	2016
K. Kobayashi et al	Laser-induced breakdown emission in hydrocarbon fuel mixtures	2016
M.A. Bratescu et al	Analysis of benzoquinone decomposition in solution plasma process	2016
G. Yamada et al	Electron density measurements behind a hypersonic shock wave in argon	2016
I. Ghebregziabher et al	Propagation distance-resolved characteristics of filament-induced copper plasma	2016
A. Ehn et al	Setup for microwave stimulation of a turbulent low-swirl flame	2016
C. Moreno-Diaz et al	Measurement of plasma electron density generated in an experiment of Laser Shock Processing, utilizing the Hα-line	2016
I. Mondal et al	Throwing light on hydroxyquinoline-based ruthenium sensitizers with long-lived charge carrier boosts photocatalytic H2 evolution	2016
A.Sarakovskis et al	Comprehensive study on different crystal field environments in highly efficient NaLaF4:Er3+ up conversion phosphor	2015
D. McCormick et al	High-Sensitivity In-Situ Soot Particle Sensing in an Aero-Engine Exhaust Plume Using Long-Pulsed Fiber-Laser Induced Incandescence	2015
M. Erhard et al	Real-time imaging of spin-to-orbital angular momentum hybrid remote state preparation	2015
E. Eshelman et al	Time-resolved detection of aromatic compounds on planetary surfaces by ultraviolet laser induced fluorescence and Raman spectroscopy	2015
S. Garakyaraghi et al	Transient absorption dynamics of sterically congested Cu (I) MLCT excited states	2015
T. Werblinski et al	Temperature and water mole fraction measurements by time-domain-based supercontinuum absorption spectroscopy in a flame	2015
J. Moros et al	Unveiling the identity of distant targets through advanced Raman-laser-induced breakdown spectroscopy data fusion strategies	2015

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型号	iStar CCD 312	iStar CCD 320	iStar CCD 334	iStar CCD 340	iStar sCMOS
帧率	15.8 fps	15.9 fps	4.2 fps	2.5 fps	50 fps
光谱采集速度（FVB/Crop mode/ROI）	291 / 6.667	323 / 3.571	145 / 3.450	125 / 1.825	4.008
像素井深	320,000 e-	500,000 e-	100,000 e-	100,000 e-	30,000 e-
读出噪声	5.4 e-	7 e-	5 e-	6 e-	2.6 e-
暗电流	0.25 e-/pix/s	0.2 e-/pix/s	0.1 e-/pix/s	0.1 e-/pix/s	0.18 e-/pix/s
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