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sCMOS-Kameras für physikalische Anwendungen

Balor, Marana, Zyla und Neo von Andor Technology

Die Balor, Marana, Zyla und Neo sCMOS-Kameras sind Weiterentwicklungen der bewährten CMOS Technologie für wissenschaftliche Anwendungen. Wegen ihrer speziellen Charakteristik eignen sie sich für viele quantitative Messaufgaben in Physik und Astronomie. Da alle sCMOS-Kameras extrem geringes Rauschen und gleichzeitig höchste Empfindlichkeit aufweisen, liefern sie oft ein besseres Bild als EMCCD-Kameras, selbst bei lichtschwachen Anwendungen. Durch das Vakuumgehäuse können die Sensoren der Marana, Neo und Balor auf überragende -45°C, -40°C bzw. -30°C gekühlt werden. Dies ermöglicht auch anspruchsvollste Anwendungen. Neben den typischen Imaging Anwendungen sind die Marana und Zyla sCMOS-Kameras besonders geeignet für High-Speed-Spektroskopie, speziell für Multi-Track und Hyperspectral Imaging.

Eigenschaften
  • Extrem geringes Ausleserauschen bis zu 0,9 Elektronen (niedrigere Detektionsschwelle als bei jeder CCD-Kamera)
  • Hohe Auflösung von 4,2 bis 16,9 Megapixel bei Pixelgrößen von 6,5 µm bis 12 µm
  • Maximale Quanteneffizienz bis 95%
  • Schnelle Bildraten von bis zu 101 Einzelbildern pro Sekunde bei voller Auflösung
  • Hoher Dynamikbereich von bis zu 53.000 : 1

Weitere Informationen

Die Balor, Marana, Zyla und Neo sCMOS-Kameras bieten hohe Geschwindigkeiten, hohe Empfindlichkeiten und hochaufgelöste Bildgebung. Sie können einfach in wissenschaftliche Anwendungen integriert werden.

Mit einer vakuumgekühlten Plattform, vollgepackt mit FPGA-Intelligenz, sind die Balor, Marana und Neo sCMOS-Kameras speziell dafür konzipiert, ein Höchstmaß an Empfindlichkeit zu liefern. Im Unterschied zu bisherigen CMOS- oder CCD-Technologien bieten die Balor, Marana und Neo gleichzeitig maximale Empfindlichkeit, Auflösung, Geschwindigkeit, Dynamik und Sichtfeld: echte wissenschaftliche Bildgebung ohne Kompromisse.

Balor basiert auf einem neuen und einzigartigen 16,9 Megapixel Sensor und ist eine revolutionäre sCMOS-Kamera besonders für die Astronomie mit einem sehr großen Sichtfeld und einer außergewöhnlich schnellen Auslesezeit von nur 18,5 ms. Balor kann bei voller Auflösung bis zu 54 Bildern pro Sekunde aufzunehmen und hat dabei ein sehr niedriges Ausleserauschen von <3 Elektronen. Die 12 µm Pixel haben eine große Kapazität und ein Multi-Verstärker-Design auf dem Chip ermöglicht die Erfassung des gesamten photometrischen Bereichs vom Ausleserauschen bis zur Sättigungsgrenze mit einem Bild, ideal für die Quantifizierung über verschiedene Intensitätsbereiche. Der 16,9 Megapixel Sensor der Balor bietet mit einer Größe von 49,5 mm x 49,2 mm das größte Sichtfeld aller sCMOS-Kameras auf dem Markt.

Marana verwendet Back Illuminated sCMOS-Sensoren mit 4,2 Megapixeln und der höchstmöglichen Quanteneffizienz von 95%. Ein UV-optimierter Sensor liefert die beste Empfindlichkeit von 250 nm bis 400 nm.

Die Zyla eignet sich optimal für viele Experimente, die besonders im Hinblick auf Geschwindigkeit und Empfindlichkeit eine Herausforderung sind. Mit Bildraten von bis zu 100 Einzelbildern pro Sekunde über CameraLink-Schnittstelle (mehr bei Verwendung von Teilbildern) sowie einem Ausleserauschen von nur 0,9 Elektronen, genügt sie höchsten Ansprüchen.  Die einzigartige Technologie zur Verminderung von Dunkelrauschen sorgt bei den Zyla Kameras für ein konstant niedriges Rauschen auch unter einer Vielzahl von Belichtungsbedingungen.  Die Plug-and-Play-Schnittstelle bietet branchenweit die höchsten Bildraten bis 53 Einzelbilder pro Sekunde über USB 3.0 bei einer Auflösung von 4,2 Megapixel.  Dank ihres ausgezeichneten Preis-Leistungsverhältnisses und ihrer großen Flexibilität erfüllt die Zyla alle Anforderungen an eine echte Standard-Laborkamera und ist ein angemessener Ersatz für bisherige Interline-CCD-Kameras.

Die Auswahl zwischen Rolling und Global Shutter bei sowohl Zyla als auch Neo sCMOS-Kameras mit 5,5 Megapixel Sensor bietet maximale Flexibilität. Der global Shutter ähnelt dabei dem Snapshot-Modus einer Interline-Transfer-CCD-Kamera.

Spezifikation

 

Balor

Marana 4.2B-11

Marana 4.2B-6

Neo 5.5

Zyla 5.5

Zyla 4.2

Auflösung

4128 x 4104 x 12 µm

2048 x 2048 x 11 µm

2048 x 2048 x 6,5 µm

2560 x 2160 x 6,5 µm

2560 x 2160 x 6,5 µm

2048 x 2048 x 6,5 µm

Quanteneffizienz

61 %

95 %

94 %

60 %

60 %

82 %

Ausleserauschen

2,9 e-

1,6 e-

1,1 e-

1,0 e-

0,9 e-

0,9 e-

Sensor-Temperatur

-30 °C

-45 °C

-45 °C

-40 °C

0 °C oder -10 °C

0 °C oder -10 °C

Dunkelstrom

0,065 e-/pixel/s

0,3 e-/pixel/s

0,1 e-/pixel/s

0,007 e-/pixel/s

0,1 oder 0,019 e-/pixel/s

0,1 oder 0,019 e-/pixel/s

Kühlung

Luft und Wasser oder nur Wasser

Luft und Wasser

Luft und Wasser

Luft und Wasser

Luft oder Wasser

Luft oder Wasser

Dynamischer Bereich

27.586 : 1

53.000 : 1

36.667 : 1

30.000 : 1

33.000 : 1

33.000 : 1

Linearität

>99,7 %

>99,7 %

>99,7 %

>99 %

>99,8 %

>99,8 %

PRNU (Photon Response Non-Uniformity)

<0,5 %

<0,5 %

<0,5 %

<0,01 %

<0,01 %

<0,01 %

Shutter

Rolling und Global

Rolling

Rolling

Rolling und Global

Rolling und Global

Rolling

Schnittstelle

CoaXPress
(4 lane CXP-6)

USB 3.0

USB 3.0 / CoaXPress

3-tap CameraLink

USB 3.0 oder 10-tap CameraLink

USB 3.0 oder 10-tap CameraLink

Bildrate bei voller Auflösung

54

48

43 / 74

30 (100)

40 oder 100

53 oder 101

Videos über wichtige Spezifikationen und typische Anwendungen.

Datenblätter:

pdf
Neo.pdf
1.87 MB
Neo for physical sciences
pdf
Zyla_4.2_and_Zyla_5.5_for_physical_sciences.pdf
4.36 MB
Zyla-4.2 and Zyla-5.5 for physical sciences
pdf
Marana.pdf
5.24 MB
Marana for physical sciences

Anwendungen

Fluoreszenz Mikroskopie
Bildgebung mit Szintallationsschirmen
Plasma- und Fusionsforschung
Astronomie
Quantenphysik
Particle Image Velocimetry (PIV) und Particle Tracking Velocimetry (PTV)
Spektroskopie

Downloads

PIV mode for Neo and Zyla
UltraVac permanent vacuum head and performance longevitiy
Software for Andor cameras and spectrographs
Camera windows
Binning and frame rates
Cameras for astronomy
Scientific CMOS
Liquid cooling system EXT-440
Dynamic range of Zyla and Neo sCMOS cameras
Remote camera server

Videos

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Referenzkunden

Title Author(s) Institute Year Detector / Spectrograph
Nonlinear optics
Imaging through nonlinear metalenses for second harmonic generation C. Schlickriede,
T. Zentgraf
Department of Physics, Paderborn University, Paderborn, Germany 2020 Zyla-5.5-USB3
Microsopy
Microscopy of LEDs and phosphors in practical exercises for students S. Bock,
D. Berben
Department of Electrical Engineering and Information Technology,
South Westphalia University of Applied Sciences, Hagen, Germany
2017 Neo-5.5-CL3
Fluorescence microscopy of semiconductor nanowire arrays S. Rahimzadeh-Kalaleh Rodriguez1,
D. van Dam2,
J. Gomez Rivas1,2
1Surface Photonics, AMOLF, c/o Philips Research Laboratories, Eindhoven, The Netherlands
2COBRA Research Institute, Eindhoven University of Technology, The Netherlands
2014

Neo DC152 QC-FI1

Detection of electrochemically generated peroxide and superoxide by fluorescence microscopy C. Dosche,
S. Dongmo
Institute of Chemistry, University of Oldenburg, Germany 2013

Neo DC152 QC-FI1

Imaging with scintillation screens
Field ion microscopy of electron emitters P. Groß,
A. Schröder,
C. Lienau,
S. Schäfer
Institute for Physics, Carl von Ossietzky University Oldenburg, Germany 2019 Neo-5.5-CL3
Phase transitions in 1T-TaS2 mapped by ultrafast LEED S. Vogelgesang, G. Storeck,
S. Schäfer,
C. Ropers
IV. Physical Institute, Georg-August-University, Göttingen, Germany 2017 Zyla-5.5-CL10
Application of the sCMOS camera Andor Neo for X-ray and neutron imaging N. Kardjilov1,
S. Williams1,2,
F. Wieder1,
A. Hilger1,
I. Manke1
1Helmholtz-Zentrum-Berlin, Berlin, Germany
2Johns Hopkins University, Baltimore, USA
2014

Neo DC152-QF-FI3

Polarization dependent photoelectron emission with high lateral resolution T. Wagner Institute of Experimental Physics, University of Linz, Austria 2012

Neo DC152-QC-FI1

Plasma- and fusion research
Evaluation of the Zyla sCMOS imaging camera for IMSE diagnostic O. P. Ford,
C. Biedermann
Wendelstein 7-X, Max Planck Institute for Plasma Physics, Greifswald, Germany 2014

Zyla-5.5-CL10

Measuring ion temperatures and helium densities in the hot core of a nuclear fusion reactor using sCMOS and EMCCD cameras R. J. E. Jaspers Department of Applied Physics, Eindhoven University of Technology, The Netherlands 2014

Neo DC152 QC-FI1
iXon DU888 DC-EX

Real-time characterization of plasma evolution by diffraction imaging N. K. Rothe,
A. V. Svanidze,
C. Schuster,
M. Lütgens,
S. Lochbrunner
Institute of Physics, University of Rostock, Germany 2013

Neo DC152 QC-FI1

Astronomy
High-speed imaging and its applications:
Beating down the scintillation noise
P. Ioannidis, J.H.M.M. Schmitt Hamburg Observatory, Physics Department,
University of Hamburg, Germany
2017 Zyla-4.2-CL10
Neo-5.5-CL3
Active optical debris detection: Highly accurate position determination of space debris orbits W. Riede,
D. Hampf,
P. Wagner,
L. Humbert,
F. Sproll,
A. Giesen,
Institute of Technical Physics, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Stuttgart, Germany 2016

Zyla-5.5-CL10
 

Quantum physics
Feasibility of using a scientific CMOS camera for two-state imaging of imbalanced ultracold Fermi gases T. Lompe Institute of Laser Physics, Quantum Matter Group,University of Hamburg, Germany 2019 Zyla-5.5-USB3
Real- and momentum-space imaging of plasmonic waveguide arrays F. Bleckmann, S. Linden Physikalisches Institut,
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Germany
2016 Zyla-5.5-USB3
Particle image velocimetry (PIV) and particle tracking velocimetry (PTV)
Redesign of a 3D PTV system with ANDOR’s Neo sCMOS P. Steinhoff,
M. Schmidt,
D. Müller
E.ON Energy Research Center, Institute for Energy Efficient Buildings and Indoor Climate (EBC), RWTH Aachen University, Germany 2013

Neo DC152 QFR-FI2

Spectroscopy
Photoluminescence spectroscopy of metal nanoantennas
coupled to the atomically thin semiconductor WS2
J. Kern, R. Bratschitsch Institute of Physics and Center for Nanotechnology, University of Münster, Germany 2015

Neo-5.5-CL3
Shamrock SR-303i-B-SIL

Using a surface-forces-apparatus to measure force-distance profiles across confined ionic liquids T. Utzig,
H.-W. Cheng,
M. Valtiner
Department of Interface Chemistry and Surface Engineering, Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Düsseldorf, Germany 2014

Zyla-5.5-CL3
Shamrock SR-500i-B2-SIL

Remarks:
1New part number of DC152 QC-FI: Neo-5.5-CL3
2Neo DC152 QFR-FI replaced by Neo-5.5-CL3-F
3New part number of DC152 QF-Fi: Neo-5.5-CL3-F

Kontakt

Markus Krause
Markus Krause
Olaf Koschützke
Olaf Koschützke
Dr. Thorsten Pieper
Dr. Thorsten Pieper

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Im Tiefen See 58
64293 Darmstadt
Germany

Telefon:+49 6151 8806-0
Fax:+49 6151 8806920
E-Mail:germany@qd-europe.com
Markus KrauseProdukt Manager - Andor - Berlin, Brandenburg, Sachsen-Anhalt, Sachsen, Thueringen, Hessen, Rheinland-Pfalz, Saarland
+49 6151 8806-558
krause@qd-europe.com

Olaf KoschützkeProdukt Manager - Andor - Schleswig-Holstein, Hamburg, Bremen, Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen, Mecklenburg-Vorpommern
+49 6151 8806-43
koschuetzke@qd-europe.com

Thorsten PieperProdukt Manager - Andor - Bayern, Baden-Wuerttemberg, Österreich
+49 6151 8806-754
pieper@qd-europe.com