EMCCDカメラ
iXon Ultra Blueシリーズ

製品ラインアップ

iXon Ultra Blueは以下の2つのフォーマットで提供されています。

主要機能

青/UV 強化型量子効率（QE）

• 200～450nmの波長範囲において高い量子効率（QE）
• 背面照明式、400nmでピーク値90%
• QEはUV-VIS-NIR領域に及ぶ：複数のイオン/原子発光に対応する柔軟なソリューション

iXon Ultra Blueは、バックイルミネーション方式のセンサーを採用し、強化シリコンとUV最適化ARコーティングを組み合わせることで、UV-ブルー領域の感度を大幅に向上させています。標準的な「ミッドバンド」（BV）EMCCDセンサーと比較して、量子効率（QE）が最大63%向上しています。可視光から近赤外（NIR）領域にわたってQEが十分に高い水準を維持しているため、このカメラは極めて柔軟なソリューションとして活用可能で、例えば複数の種類の捕獲イオンや原子の発光イメージングなどに適しています。

単一光子感応型

• 単一光子感応型
• 光子計数
• トラップされたイオン/原子を検出および定量化

iXon Ultraは、電子増倍CCD（EMCCD）技術を採用し、単一光子イベントからの信号をカメラの読み出しノイズフロアを大幅に上回るレベルまで増幅します。これにより、高速読み出し時でも単一光子感度を実現します。iXon Ultraは、極めて弱い信号の高速検出、特に単一光子計数に最適です。光子計数性能は、真空冷却による熱電子とイベントの抑制、およびクロック誘起電荷イベントの電子的最適化を通じて、不要な背景イベントの抑制によりさらに向上しています。

高速

• 56fps フルフレーム（897モデル）
• クロップモード：大幅なROI向上と高速化
• 100%のデューティ比 – 光子１つも無駄にしません
  

iXon Ultraプラットフォームは、安定した「オーバークロック」読み出しモードを提供するために再設計され、フレームレートにおいて非常に高い基準を設定しています。センサーのフレーム転送アーキテクチャは効率性に最適化されており、画像の読み出しが次の画像の露光中に実行されるため、「デッドタイム」や光子の無駄遣いを回避できます。さらに、革新的なクロップモードにより、関心領域（ROI）のフレームレートが大幅に高速化され、例えばiXon Ultra 888を128×128のROIにクロップした場合、697fpsを実現可能です。

2-in-1の柔軟性

• EMCCDモード：高速での単一光子感度
• CCDモード：弱い信号の長時間露光撮影

iXon Ultra モデルは、『2 in 1』の性能柔軟性を備えており、単一光子EMCCDとして機能するか、低ノイズの従来型CCDとして機能するかを選択可能です。光量が不足するアプリケーションでは、EMCCDアンプを選択することで、高速フレームレート条件下（> 1 fps）においてより良い信号対ノイズ比が得られます。一方、長い露光時間を適用でき、センサーをゆっくりと読み出すことができる場合（つまり「秒単位のフレーム」ではなく「フレーム単位の秒」）、CCDアンプの方がより良い信号対雑音比を実現できることがよくあります。

長時間露光機能

• 真空TEC冷却により-1000℃まで冷却
• 暗電流:0.0002 e-/p/sec未満
• 発光と天文学

iXon Ultraは、暗電流の最小化のため、センサー冷却を-1000℃（888モデルは-950℃）まで行います。これにより、数分間の長時間露光が可能となり、特に「CCDモード」において有用です。この機能により、このモデルの応用範囲が拡大され、長時間露光による発光測定や天体写真撮影に最適です。

スマート機能

• カウント変換 - 電子または入射光子としてのデータ
• OptAcquire – プリセットアプリケーション最適化
• FPGAタイムスタンプ – 10ナノ秒精度

iXon Ultraは、賢く実用的なイノベーションが詰まった製品です。例えば、Count Convert機能は、電子や光子単位でデータを定量的に取得し表示する機能を提供し、この変換はリアルタイムまたは後処理時に適用可能です。iXon Ultraプラットフォームは、市場で最も柔軟かつ使いやすいEMCCDとして設計されており、OptAcquire™機能により、単一のクリックで多様なアプリケーション要件に最適化可能です。

最小データ遅延

• 追加のカメラリンク出力
  
• リアルタイムでの高速処理に最適
• クローズドループ実験システムに最適

USBインターフェースに加え、iXon Ultraには追加のCamera Link出力ポートが搭載されており、画像データストリームへのより直接的なアクセスを可能にし、リアルタイム解析を実施できるように設計されています。Camera Linkチャネルは、カメラヘッド内のFPGA処理ステップ直後、USBフレームバッファの前段階で画像データストリームをインターセプトするため、カメラヘッド内の画像処理は同じ程度行われます。USBデータストリームは同時にアクセス可能です。

RealGain™ & EMCAL™

• RealGain™ EMCCDゲインの線形校正
• EMCAL™ ユーザーが開始するEMゲインの自己校正

iXon Ultraは、定量的なEMCCDの使用と一般的なEMCCDの寿命に関する新たな基準を確立しました。RealGain™は、ユーザーが線形かつ直接定量的なソフトウェアスケール（x1からx1000）から絶対的なEMゲインを直接選択できるようにします。要求したEMゲインが、実際に得られるEMゲインとなります。EMCAL™は、特許取得済みの自動EMゲイン評価方法とAndor独自の線形かつ真の定量的なゲイン実装を活用する、ユーザー主導の自己再校正機能です。

用途

イオントラップ量子計算

iXon Ultra Blueは、冷却トラップイオンや中性原子の列や配列からの放射の超感度検出に最適です。

単一光子感度と、200〜450nmの波長範囲で大幅に強化された量子効率（QE）を組み合わせたiXon Ultra Blueは、トラップされた個々のイオンや原子のイメージングに最適です。例えば、370nm（Ytterbium）で83%のQEを実現します。この分野の研究において、高速な領域選択フレームレートと低データ遅延機能も、このカメラの重要な特徴となっています。

iXon Ultra Blueのその他の応用例

仕様

System Specifications ^※1

Advanced Performance Specifications ^※1

• ※1
  Figures are typical unless otherwise stated.
• ※2
  At 30 MHz overclocked pixel readout rate, thermal dissipation from the sensor is higher since a greater proportion of time
  is spent vertical shifting, and it is necessary to set a higher sensor cooling temperature at this rate. Furthermore, stable
  cooling performance will depend on other variables such as vertical clock speed, Region of Interest size (Standard or
  Crop Mode) and ambient temp. As such, user testing is advised to determine the stable sensor cooling temperature for
  selected conditions. Status of temperature stability is apparent through the acquisition software.
• ※3
  iXon Ultra 888 should work with any modern USB 3.0 enabled PC/laptop, as every USB 3.0 port should have its own host
  controller. iXon Ultra 888 also ships with a USB 3.0 PCI card as a means to add a USB 3.0 port to an older PC, or as a
  diagnostic aid to interoperability issues.
  
• ※4
  The dark current measurement is averaged over the sensor area excluding any regions of blemishes.
• ※5
  Using Electron Multiplication the iXon is capable of detecting single photons, therefore the true camera detection limit is
  set by the number of ‘dark’ background events. These events consist of both residual thermally generated electrons and
  Clock Induced Charge (CIC) electrons (also referred to as Spurious Noise), each appearing as random single spikes above
  the read noise floor. A thresholding scheme is employed to count these single electron events and is quoted as a
  probability of an event per pixel. Acquisition conditions are full resolution and max frame rate (30 MHz readout; frametransfer
  mode; 1.1 μs vertical clock speed; x 1000 EM gain; 10 ms exposure; -95°C).
• ※6
  The EM register on CCD201 sensors has a linear response up to ~400,000 electrons and a full well depth of ~730,000
  electrons.
• ※7
  Readout noise is for the entire system. It is a combination of sensor readout noise and A/D noise. Measurement is for
  Single Pixel readout with the sensor at a temperature of -75°C and minimum exposure time under dark conditions. Under
  Electron Multiplying conditions, the effective system readout noise is reduced to sub 1 e- levels.
• ※8
  Linearity is measured from a plot of counts vs. exposure time under constant photon flux up to the saturation point of the
  system, at 10 MHz readout speed.

Quantum Efficiency (QE) Curves