为什么显微分光光度计要使用制冷型CCD探测器
紫外-可见-近红外 显微光谱本质上是一项弱光技术。正因为这样,探测器需要使用CCD探测器。CCD探测器更适合弱光下工作,因为它们对光更灵敏,与PAD相比,呈现更低的信噪比和拥有优越的动态范围。而制冷型的CCD,具备更稳定和更好灵敏度的性能。
显微光谱下低亮度电平
常规紫外-可见-近红外的分光光度计采集 1*1cm 区域的光和通常测量一立方米体积的光。换个说法,显微分光光度计可以聚光的总体积不到常规分光光度计的万亿分之一。换种方式,显微分光光度计可以聚集来自常规分光光度计集体里的0.000000000001的光。无论如何定义,显微光谱是一项低亮光强技术和需求一个非常灵敏的探测器,去获得精确结果。高强度光在显微光谱中不作考虑。
对比灵敏度
CCD 探测器对光极度灵敏。正如Hamamatsu 世界上最大的光学探测器生产商所述,CCD 图像传感器拥有低噪声,在低亮度电平能提供更高的信噪比,而这些是NMOS图像传感器无法做到的。就这个原因,CCD图像传感器是低亮度电平探测的理想选择。非制冷型CCD的平均探测限度为8个电子数,而PDA探测器的探测极限大于3000个电子。因为显微光谱具有极低的固有光强度,它要求探测器需要最高的灵敏度。
对比信噪比
SNR 通过充气电荷除以噪声计算获得。对于PDA, 充气电荷是125000000个电子,噪声是3000个电子。转化为信噪比是41666:1。 一个非制冷的CCD阵列,从另一方面,充气电荷是650000个电子,但是噪声只有8个电子,SNR 是81250:1。信噪比是PDA的两倍。如果CCD是制冷到6度,它的信噪比将翻倍到16500。另外,制冷将进一步提高SNR。
制冷的探测器
因为CCD的暗电流随温度的变化而变化,制冷型的CCD的SNR明显增加,并改善了光谱结果。在众多的CCD探测器,通常,工作温度每降低6度(摄氏度),暗电流就会减少一半。CCD制冷是一种有效的方法去减少暗电流,改善显微分光光度计的探测极限和减低探测器漂移。CRAIC的仪器,显微分光光度计是目前唯一使用固态热电冷却以降低其检测器的工作温度并因此提供出色光谱结果。
高动态范围
另一个因素就是显微分光光度计真实的动态范围。基于制冷CCD的显微分光光度计,在更低的时间范围内,比其他类型的探测器,可以探测更多低亮度电平。正因为这样,基于CCD的显微分光光度计,只需更改探测器上的积分时间,即可用于测量显微样品的透射光谱或反射光谱,还可测量其荧光光谱。
总结
制冷的CCD 阵列探测器是最好的选择,用于一般的显微光谱。制冷CCD探测器的读出噪声电平低很多,并且比光电二极管阵列(PAD)探测器灵敏很多。CCD探测器通常只呈现出不到PDA 1%的噪声,同时仍然更加灵敏。这意味着CCD探测器在低亮度电平下具有更好的信噪比。因为系统具有更高动态比,制冷型CCD显微分光光度计,不需要改变光学组件或使用多种探测器,即可以用来测量显微样品的透射光谱,反射光谱和荧光光谱。
相关新闻
April 16, 2021最近几年,液晶电视的市场状况可谓不容乐观。液晶电视的价格一路走低,导致电视厂商们本就微薄的利润再次受到挤压。直到2020年下半年,液晶面板的价格开始触底反弹,电视厂商不得不提高液晶电视的售价,液晶电视的价格才...view
January 12, 20221月11日,海信在北京召开发布会,正式宣布推出中国首颗全自研8K AI画质芯片。海信8K AI画质芯片的发布展现了海信的强大技术研发实力,同时也将引领国内显示行业的画质发展,将显示画质表现提升到全新的维度。根据调研机构的数据,2021年中国大...view
August 18, 20212021年上半年,随着苹果、三星等品牌厂商推出搭载Mini LED显示技术的消费电子产品,LED显示各环节厂商纷纷投入Mini LED技术研发。受益于Mini LED发展态势,新益昌、芯瑞达等企业都在上半年取得佳绩。芯瑞达背光模组出库...view
August 15, 20208月11日,小米10周年发布会暨小米公司创始人雷军公开演讲成功举行,现场发布了多款10周年高端新品。其中,小米透明电视作为小米电视大师系列第二款超高端产品,凭借令人惊艳叫绝的神奇形态,成为全场焦点。据悉,小米透明电视为全球首款量产透明电...view
October 20, 2020随着点间距、稳定性、灰度、亮度等技术指标的不断提升,LED显示屏也在越来越多的领域展示出自己独特的优势,而根据时下市场发展情况,LED显示屏仍将在相当长时间中保持旺盛的成长空间,但也会遇到所有行业发展过程中的问题。研发与技术壁...view
August 3, 2020我们日常生活中,液晶屏(LCD)一直是电视、电脑、平板、手机等消费电子产品的首选显示面板。然而,当前,一种显示新技术正悄然崛起,并受到各大智能手机品牌新机型的欢迎。三星双旗舰S/Note系列、iPhone X、小米10、华为P40等品牌型号的智能手机都使用...view