EMCCDカメラ
iXon Ultraシリーズ
Andor社のiXon Ultra EMCCDカメラは、科学研究向けに特化した超高感度科学カメラで、EMCCD技術の粋を結集した最高級品です。市場をリードするiXon Ultraは、微弱光という厳しい条件下でのアプリケーションにおいて、他に類を見ない優れた性能を発揮します。
このカメラは、市場最高レベルのTE冷却温度や、EMCCDおよびCCDの同時読出しモードなどの先進的な機能を搭載。これにより、物理科学や生命科学の分野で、極めて高い柔軟性と機能性を提供します。蛍光顕微鏡、天体観測、量子光学などのアプリケーションで、微弱な光信号を正確に捉えることが可能です。
iXon Ultra EMCCDカメラは、これまでにない超高感度と低ノイズ性能を実現し、科学研究者にとって不可欠なツールとなっています。その卓越した性能で、研究の可能性を広げ、革新的な発見をサポートします。
iXonの優位性
EMCCDの超微弱光感知能力
電子増倍CCD（EMCCD）は、いかなる読出し速度であっても読出しノイズレベルを抑えながら微弱な信号事象をある信号レベルまで増倍すること（EMゲイン）により作動するため、これにより単光子の感知が可能となります。
高QE‐低ノイズを追求する最近の技術革新の流れの中で、低ノイズsCMOS技術が広範囲な科学用途に採用されています。ただし超微弱光という条件において必要な本来の感度はEMCCDのみが提供可能であり、超微弱光の克服を課題とするアプリケーションにとっては重要な利点となります。
高感度設計と先進機能
市場をリードするアンドールのEMCCDカメラiXonの設計は、特に高速フレームレート条件下で、定量科学デジタルカメラとしての絶対的な高感度を保証します。
アンドールの実績あるUltraVac™真空技術は、センサーの深部冷却と完全保護の両立に不可欠です。iXonシリーズは、市場で最も柔軟かつ使いやすいEMCCDカメラとして設計されており、OptAcquire™機能によりワンクリックで様々なアプリケーション要件に最適化できます。さらに、リアルタイムまたは後処理で、信号を電子または光子単位で定量的に校正することができます。
期待される用途
Single Molecule Detection – 単一分子実験では、動的で個々の蛍光分子からの限られた光子バジェットを利用しながら、フォトブリーチングを回避するという大きな課題があります。アンドールのiXon EMCCDは、光不足という最も要求の厳しいアプリケーション分野において、他のsCMOS検出器を凌駕し続けています。
Super-Resolution – SRRF-Streamは、アンドールのiXon EMCCDカメラで動作する新しいリアルタイム超解像顕微鏡機能です。SRRF-Streamは、従来の蛍光顕微鏡においても、リアルタイム超解像顕微鏡を実行する手段を提供します。ほとんどのデータセットで、2倍から6倍の分解能の向上（最終分解能50-150nm）が期待できます。
Reduced phototoxicity –iXonは、優れたS/N比を維持しながら、可能な限り低い励起電力を使用することを容易にし、光毒性の影響を最小限に抑えます。長時間の測定でも細胞の生理的挙動を維持できる、これほど優れたカメラは他にありません。
Lowest fluorophore concentrations – 蛍光顕微鏡法では、研究対象の生きた細胞の生理を妨げないように、蛍光色素の濃度をますます低くしていく動きが続いています。iXonの優れた感度は、これまでにない低濃度のラベルの使用を容易にし、「観察者効果」を最小限に抑えます。
Single Photon Counting – iXon Ultraは、可能な限り低いノイズレベルを実現し、単一光子イベントを確実に検出・登録するために必要な識別レベルを提供します。
仕様
System Specifications ※1
| Ultra 888 | Ultra 897 | |
|---|---|---|
| Active pixels | 1024 x 1024 | 512 x 512 |
| Pixel size | 13 x 13 μm | 16 x 16 μm |
| Image area | 13.3 x 13.3 mm with 100% fill factor | 8.2 x 8.2 mm with 100% fill factor |
| Pixel Readout Rate Minimum temperature, air cooled, ambient 20°C Chiller liquid cooling, coolant @10°C, >0.75l/min |
10 MHz (-80ºC, -95ºC) 30 MHz ※2 (-60ºC, -75ºC) |
10 MHz (-80ºC, -100ºC) 17 MHz (-80ºC, -100ºC) |
| Thermostatic Precision | ± 0.01°C | ± 0.01°C |
| Digitization | 16-bit (at all speeds) | 16-bit (at all speeds) |
| PC Interface | USB 3.0 ※3 | USB 2.0 |
| Lens Mount | C-mount | C-mount |
| Direct Data Access | Camera Link 3-tap output | Camera Link 3-tap output |
| Sensor QE options |
#BV: Back Illuminated, standard AR coated |
|---|---|
| Fringe Suppression |
Available on EXF sensor option |
| Triggering |
Internal, External, External Start, External Exposure, Software Trigger |
| System window type |
#BV: UV-grade fused silica, Broadband Visible-Near Infrared, 0.5 degree wedge |
| Blemish specification |
Grade 1 sensor from supplier. Camera blemishes as defined by Andor Grade A |
Advanced Performance Specifications ※1
| Ultra 888 | Ultra 897 | |
|---|---|---|
| Dark current and background events ※4, 5 | ||
| Dark current (e-/pixel/sec) @-80°C | 0.00025 | 0.00030 |
| Dark current (e-/pixel/sec) @max cooling | 0.00011 | 0.00015 |
| Spurious background (events/pix) @1000x gain / -85°C |
0.005 | 0.0018 |
| Active area pixel well depth | 80,000 e- | 180,000 e- |
| Gain register pixel well depth ※6, 7 | 730,000 e- | 800,000 e- |
| Pixel readout rates | EM Amplifier: 30, 20, 10 & 1 MHz Conventional Amplifier: 1 & 0.1 MHz |
EM Amplifier: 17, 10, 5 & 1 MHz Conventional Amplifier: 3, 1 & 0.08 MHz |
| Linear absolute Electron Multiplier gain | 1 - 1000 times via RealGain™ (calibration stable at all cooling temperatures) |
1 - 1000 times via RealGain™ (calibration stable at all cooling temperatures) |
| Linearity ※8 | Better than 99.9% | Better than 99.9% |
| Vertical clock speed | 0.6 to 4.33 µs (user selectable) | 0.3 to 3.33 µs (user selectable) |
| Timestamp accuracy | 10 ns | 10 ns |
| NEW SRRF-Stream+ mode | Optional | Optional |
-
※1Figures are typical unless otherwise stated.
-
※2At 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. -
※3iXon 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. -
※4The dark current measurement is averaged over the sensor area excluding any regions of blemishes.
-
※5Using 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; frame-
transfer mode; 1.1 μs vertical clock speed; x 1000 EM gain; 10 ms exposure; -95°C). -
※6The EM register on CCD201 sensors has a linear response up to ~400,000 electrons and a full well depth of ~730,000
electrons. -
※7Readout 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. -
※8Linearity 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.
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