Xenics Imaging Kameras – Herausragende Empfindlichkeit für schwache Signalstärken

Bei vielen Anwendungen in der Astro­nomie, der Raman-Spektro­sko­pie oder bei der Fehler­suche in der Halb­leitertechnik geht es darum, eine schwache Photonenemission im nahen Infrarot zu beobachten. Die Be­leuchtung mit einer NIR-Lichtquelle kommt dafür nicht in Frage, da sie das Ergebnis verfälscht. Außerdem kön­nen einfache Nahinfrarotkameras nicht genug Photonen sammeln, um das Rauschen des Detektors zu überdecken. Im NIR werden üblicherweise Kameras mit InGaAs-Detektoren genutzt. Dabei gibt es große Unterschiede in der Empfindlichkeit der verschiedenen Detektoren.

Die Kameras der Xeva-, Cheetah- oder Bobcat-Serien von Xenics bieten eine herausragende Empfindlichkeit und sind normalerweise mit einem thermoelektrischen Kühler der Stufe 1 ausgestattet. Dieser sogenannte TE1 kühlt den Detektor zwar auf ca. 260 K, ermöglicht aber keine ausreichend langen Belichtungszeiten für sehr schwache Signale. Verwendet man stattdessen einen TE-Kühler der Stufe 3, erhält man eine Detektortemperatur von etwa 225 K, was Belichtungszeiten von mehreren Sekunden ermöglicht. Damit können z. B. Signale erfasst werden, die bei einem Himmel mit Neumond entstehen. Mit 320 x 256 Pixeln bei einem Pitch von 30 µm erlaubt die Xeva 320 TE3 Belichtungszeiten von mehr als 10 Sekunden.

Viele Anwender suchen aber nach einer Möglichkeit, mit höherer Ortsauflösung schwache Signale aufzuzeichnen. Hier ist die Cheetah 110 TE3 eine gute und preiswerte Alternative. Die Kamera ist mit einem Detektor mit 640 x 512 Pixeln ausgestattet und dient zwei sehr unterschiedlichen Anwendungen. Mit einer Vollbildrate von 110 Hz und vielen Tausend Bildern pro Sekunde im „Windowing-Mode“ handelt es sich um eine echte großformatige High-Speed-NIR-Kamera. Dank TE3-Kühlung und deutlich niedrigerem Dunkelstrom als bei der Xeva 320 TE3 ermöglicht die Kamera Belichtungszeiten von mehr als 20 Sekunden. Bei dieser Kamera wird die Wärme des thermoelektrischen Kühlers nicht durch einen Ventilator abgeführt, sondern über eine Wasserkühlung. Ventilator-bedingte Vibrationen fallen dadurch weg, und die Cheetah 110 TE3 kann ohne besondere Vorkehrungen vibrationsfrei längere Bildsequenzen aufnehmen.

Weltweiter Spitzenreiter der rauscharmen Detektortechnik ist jedoch die Cougar-Kamera. Sie wurde speziell für Anwendungen entwickelt, bei denen extrem schwache Signale zustande kommen und die Integrationszeit mehrere Stunden beträgt, wie bei der Qualitätskontrolle in der Halb­lei­tertechnik oder der Raman-Spek­troskopie im NIR.

Das Rauschen der Cougar liegt bei weniger als 15 Elektronen, der Dun­kel­strom bei etwa 10 Elektronen pro Sekunde. Diese Werte erreicht die Cougar nicht nur dank des speziell entwickelten Detektor-Elektronik-Paketes, sondern insbesondere durch die Kühlung mit flüssigem Stickstoff auf 77 K. Die Cougar erlaubt zerstörungsfreies Auslesen, so kann man jederzeit einen Zwischenstand der Datenerfassung nehmen. Die Auslese wird dann gestoppt, wenn genügend Photonen erfasst sind, um eine belastbare Aussage treffen.
Wir bieten Xenics Kameras für alle Arten von Anwendungen mit geringen Signalstärken an.

Mehr zu Kameras für den Wellenlängenbereich sichtbares Licht und Nahinfrarot