sNIRII640B-U3 科学相机
产品介绍
sNIRII640B-U3是新一代近红外二区成像相机，采用国产InGaAs图像传感器，覆盖900-1700nm波段。相机配备高效TEC制冷系统，可实现低于室温50°C的制冷效果，显著降低暗电流至MCG模式下193.909 e⁻的超低水平。通过USB3.2 Gen 2x1接口实现10Gbps高速数据传输，配合512MB板载缓存确保数据传输稳定性。
产品特点
- 采用国产InGaAs图像传感器，覆盖900-1700nm NIR-II波段
- 分辨率640×512（0.33MP），像元尺寸15µm×15µm
- 1/2英寸靶面尺寸，紧凑型设计
- 全局快门，消除运动畸变
- 三种转换增益模式（HCG/MCG/LCG），灵活适应不同应用
- 强大TEC制冷，制冷温差达50°C
- 超低暗电流：MCG模式仅193.909 e⁻
- USB3.2 Gen 2x1接口，支持10Gbps高速传输
- 512MB (4Gb)大容量板载缓存
- 完整GPIO接口：光耦隔离输入输出
- 宽曝光时间范围：16µs至5s
- 支持8-bit/16-bit数据输出
- 低功耗设计：8.4W (TEC OFF) / <16W (TEC ON)
- 标准C接口，易于光学系统集成
- 支持Windows/Linux双平台，提供完整SDK
产品详情
| 规格参数 | |
| 型号 | sNIRII640B-U3 |
| 传感器 | 国产 InGaAs 图像传感器 |
| 快门类型 | 全局快门 |
| 色彩类型 | 黑白 |
| 分辨率 | 0.33MP (640×512) |
| 传感器尺寸 | 9.6mm × 7.68mm |
| 传感器对角线 | 1/2" |
| 像素尺寸 | 15µm × 15µm |
| 性能参数 | |
| 帧率 | TBD@640×512 |
| 位深 | 8/16bit |
| 动态范围 | 55.8dB (HCG); 58.1dB (MCG); 58.3dB (LCG) |
| 灵敏度 | TBD |
| 接口参数 | |
| GPIO | 1路光耦隔离输入，1路光耦隔离输出，2路非隔离输入输出口 |
| 镜头接口 | C接口 |
| 数据接口 | USB3.0 |
| 电源供电 | 19V 4.74A DC |
| 物理参数 | |
| 外形尺寸 | 137.8mm × 100mm × 100mm |
| 重量 | TBD |
| 环境参数 | |
| 工作温度 | -30°C ~ +45°C |
| 工作湿度 | 0-95% |
| 存储温度 | -40°C ~ +60°C |
| 存储湿度 | 0-95% |
| 其他参数 | |
| 操作系统 | Windows/Linux |
| 认证 | TBD |
产品概述
sNIRII640B-U3 是一款搭载 国产 InGaAs 图像传感器 背照式 sCMOS 图像传感器的科学级制冷相机，具有以下特征：
- 高分辨率成像：0.33MP (640×512) 分辨率，15µm × 15µm 像元尺寸，靶面尺寸为 9.6mm × 7.68mm
- 快门设计：采用全局快门设计，支持黑白成像，适用于荧光成像、光谱分析、基因测序等科研场景
- 高速数据传输：支持 USB3.0 高速数据接口，最大帧率可达 TBD@640×512，数据输出格式涵盖 8/16bit
- 优异动态范围：动态范围最高可达 55.8dB (HCG); 58.1dB (MCG); 58.3dB (LCG)，灵敏度为 TBD
- 制冷系统：内置制冷系统，可将温度降低至环境以下 TBD，有效降低暗电流
- 丰富接口：支持 GPIO 接口，镜头接口为标准 C接口 接口
- 紧凑设计：整机尺寸为 137.8mm × 100mm × 100mm，重量约为 TBD，供电为 19V 4.74A DC
- 全平台支持：支持 Windows/Linux 系统，配套 ToupView 软件及跨平台 SDK，支持 C/C++、C#、Python 等主流开发语言
核心性能指标
帧率
TBD@640×512
分辨率
0.33MP (640×512)
动态范围
55.8dB (HCG); 58.1dB (MCG); 58.3dB (LCG)
科学成像特性
背照式传感器
采用背照式 sCMOS 传感器，量子效率更高，特别适合微弱光成像应用
制冷降噪
内置制冷系统有效降低暗电流和噪声，提升图像质量和信噪比
高灵敏度
灵敏度达到 TBD，满足科学成像的高精度要求
灵活控制
支持ROI、Binning、触发控制等功能，适应不同科研需求
sNIRII640B-U3 相机凭借其卓越的科学成像性能、稳定的制冷系统和丰富的接口配置，是科研院所、医疗机构和高端工业应用的理想选择，能够满足各种精密成像和分析需求。
常见问题解答
了解更多关于近红外二区成像相机的专业知识
- 波段范围：NIR-II通常指900-1700nm，而SWIR（短波红外）覆盖更宽的900-2500nm范围
- 传感器类型：NIR-II主要使用InGaAs传感器，SWIR可能采用InGaAs或扩展InGaAs传感器
- 应用重点：NIR-II更侧重生物医学成像，SWIR在工业检测、半导体、农业等领域应用更广
- 成像深度：NIR-II在生物组织中穿透深度可达厘米级，而SWIR在某些材料检测中表现更优
- 成本考量：NIR-II相机通常成本较低，SWIR扩展波段相机成本相对更高
- HCG（高转换增益）：最低读出噪声，适合极弱光信号检测，如单分子荧光成像
- MCG（中转换增益）：平衡噪声和动态范围，适合大多数常规成像应用
- LCG（低转换增益）：最大满井电荷和动态范围，适合高对比度场景或强信号检测
USB3.2接口：适合实验室桌面应用，传输稳定，即插即用，传输速度可达10Gbps，传输距离限制在5米以内。
10GigE接口：适合远距离传输（可达100米），支持多相机同步采集，带宽达10Gbps，适合工业集成和大型实验装置。
产品深度介绍
NIR-II成像技术原理
近红外二区（900-1700nm）成像利用生物组织在该波段的"光学窗口"特性，实现深层穿透成像。在此波段，水和血红蛋白的吸收较低，组织散射显著减少（与波长的负幂次方成反比），使得成像深度可达10-20mm，分辨率可达微米级。配合特定的NIR-II荧光探针，可实现血管造影、肿瘤标记、淋巴系统追踪等高对比度成像。
InGaAs传感器技术优势
InGaAs（铟镓砷）传感器是NIR-II成像的核心器件，其带隙可调特性使其在900-1700nm波段具有优异的量子效率（QE>80%）。采用PIN光电二极管结构，结合CTIA读出电路，实现低噪声、高灵敏度探测。国产InGaAs技术的成熟，打破了国外技术垄断，为科研用户提供了高性价比的选择。
精密温控与制冷系统
sNIRII系列采用多级TEC（热电制冷）技术，通过Peltier效应实现精确温度控制。制冷系统集成了高效散热器、温度闭环控制和防结雾设计。温度稳定性可达±0.1°C，确保长时间成像的稳定性。防结雾光学窗口采用充氮密封或加热玻璃设计，避免低温运行时的水汽凝结。
多增益模式架构设计
创新的三增益架构通过切换不同的电容反馈网络，在单一传感器上实现多种工作模式。HCG模式采用小电容实现高转换增益（0.96 e⁻/DN），MCG模式平衡各项性能（5.36 e⁻/DN），LCG模式使用大电容获得超大满井容量（2216 ke⁻）。这种设计使相机能够适应从单光子检测到高动态范围成像的广泛应用。
系统集成与软件生态
sNIRII系列提供完整的软件开发包，支持Windows/Linux双平台。ToupView软件提供直观的图形界面，支持实时预览、参数调节、图像采集和基础分析。SDK支持C/C++/C#/Python等主流开发语言，便于集成到LabVIEW、MATLAB等科研平台。标准化的API设计确保了与主流图像处理库的兼容性。
主要应用领域
近红外二区成像在前沿科研中的典型应用
典型应用场景
活体血管成像
利用NIR-II波段的深层穿透特性，可实现10-20mm深度的血管网络高分辨率成像。通过注射ICG等近红外荧光探针，能够实时观察血液流动、微循环状态和血管病变，为心血管疾病研究提供重要工具。
肿瘤标记检测
采用特异性NIR-II荧光探针标记肿瘤组织，实现术中肿瘤边界精确定位。相比传统方法，NIR-II成像具有更高的肿瘤背景对比度和更深的组织穿透能力，有助于提高手术切除的精准性。
淋巴系统追踪
通过皮下或瘤周注射NIR-II荧光示踪剂，可以实时追踪淋巴引流路径，精确定位前哨淋巴结。这项技术在癌症转移诊断和淋巴水肿治疗中具有重要临床价值。
脑血管成像
NIR-II成像可透过颅骨观察脑血管网络，无需开颅即可监测脑血流动态变化。这为脑卒中、脑缺血等疾病的研究提供了无创、实时的成像手段。
半导体检测
利用硅材料在NIR-II波段的透明特性，可检测晶圆内部缺陷、裂纹和杂质分布。相比可见光检测，NIR-II成像能够穿透更厚的硅片，发现深层缺陷。
量子点荧光成像
NIR-II量子点具有优异的光稳定性和量子产率，可用于长时间活体追踪。通过表面功能化修饰，能够实现特定细胞、组织或分子的靶向成像和药物递送监测。
NIR-II与SWIR技术对比
| 技术特征 | NIR-II (900-1700nm) | SWIR (900-2500nm) |
|---|---|---|
| 主要应用 | 生物医学成像、活体成像、荧光检测 | 工业检测、农业、矿物分析、水分检测 |
| 传感器类型 | 标准InGaAs | 标准或扩展InGaAs、MCT |
| 量子效率 | 900-1700nm: >80% | 全波段: 60-85%（依传感器类型） |
| 典型像素尺寸 | 15-25μm | 15-30μm |
| 制冷需求 | TEC制冷（ΔT=40-50°C） | TEC或液氮制冷（扩展波段） |
| 成本 | 中等 | 较高（特别是扩展波段） |
| 生物兼容性 | 优秀（低光毒性） | 良好（需注意热效应） |
sNIRII系列技术优势
- 900-1700nm NIR-II波段覆盖
- 国产InGaAs传感器，性价比高
- TEC制冷，温差达40-50°C
- 三增益模式灵活切换
- 14位ADC高动态范围
- USB3.0/10GigE双接口选择
- 防结雾光学设计
- 完整SDK支持，易于集成