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巴洛尔sCMOS

Balor是Andor的改变游戏规则的,非常大的区域sCMOS相机平台天文学,是测量从毫秒到数十秒的时间尺度上的光度和天体测量变化的大型天空测量的完美解决方案。如果你对巴洛感兴趣高能物理请参阅Balor-X规格表在这里

  • 1690万像素/ 70毫米传感器-大型巡天

  • 54 FPS全帧-快速的太阳动力学/快速移动的物体

  • 读噪音低-检测微弱信号/小物体

  • 扩展动态范围-跨越对象亮度/大小范围

  • 最小停机时间-真空寿命及品质:无水分。


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Balor是安道尔改变游戏规则的超大面积sCMOS天文相机平台。它与Balor 17-12型号一起推出,具有增强的视场1690万像素、70毫米对角传感器,以及快速、低噪音的读出能力。Balor是测量从毫秒到数十秒时间尺度的光度和天体测量可变性的理想选择。

Balor是最大的商用sCMOS相机,设计用于“动态天文学”应用,如轨道碎片跟踪、太阳天文学、太阳系物体探测、系外行星发现、大气研究和快速时间分辨率天体物理学。bob综合app官网登录Balor特别适合于斑点/幸运成像的“大气冻结”技术,能够在更大的视野范围内提高地面天文学的分辨率,这比使用自适应光学容易实现的要大得多。

巴洛将2.9电子读取噪音与异常快的18.5毫秒读数结合在一起,允许高达54fps的全帧读数,非常适合研究太阳或大气动力学。更快的读数能力(比ccd快2500倍)也使Balor在发现系外行星方面表现出色,从根本上压缩了测量周期时间,并允许更多时间用于捕获稀缺的光子。

巴洛在定量光度测量领域表现突出。配合市场领先的> 99.7%的线性度,大的12µm像素提供80000电子井深和芯片上的多放大器设计意味着整个光度范围,从噪声地板到饱和极限,可以用一张图像捕获。这种能力是理想的光度精度的光曲线测量跨越高动态范围的目标领域。

Balor提供滚动快门和全局(快照)快门曝光模式。后者对于阵列中的每个像素必须具有相同的相对曝光定时相关性(相对于外部时间戳)的应用非常有用。bob综合app官网登录

49.5 x 49.2 mm传感器-非常大的视场,从1690万像素,12µm像素俯仰传感器。

18.5毫秒读出-读取4k x 4k传感器比CCD快2500倍。花时间捕捉稀有的光子吧!

最高54帧-在不影响噪声或视场的情况下,为一系列高时间分辨率的观测挑战提供独特的解决方案。

扩展的动态范围和> 99.7%的线性度-卓越的定量精度,在一个广泛的幅度内的单一图像。

读出噪声~ 2.9 e--极低的噪音,即使在最大帧率,适合短曝光,低光观测挑战。

8万e井深度-井深高,可量化明亮信号。

超真空™-年复一年的持续真空完整性和保持无与伦比的冷却和QE性能的关键。

CoaXPress作为标准-4车道CXP-6接口可在长达30米的距离上实现最高帧速率。

支持滚动和全局快门-在所有应用程序中最大限度的曝光和读出灵活性。bob综合app官网登录Global Shutter用于快速移动/变化事件的快照捕获。

没有机械快门- Balor不需要机械快门,因此避免了与快门更换相关的停机时间

IRIG-B GPS时间戳-图像GPS时间戳,10ns分辨率,在多个仪器和多个观测地点同步。

全封闭外壳(可选)减少了液体冷却型的热华;对附近光学和封闭环境温度的影响最小。

主要规格
活动像素 4128 x 4104
传感器尺寸 49.5毫米x49.2毫米(对角70毫米)
像素大小 12 x 12µm
读噪音 2.9 e -(中位数)
最大帧率 54 FPS(全阵列)
最大的量子效率 61%
暗电流在-30°C 0.03东-/皮克斯/秒
读出模式 滚动快门
像素井深 80000 e-
线性 > 99.7%
光子响应非均匀性 < 0.5%(@半井深)
数据范围 16位
界面 CoaXpress (4 Lane CXP-6)

速度传感器读出

Balor 17F-12的sCMOS传感器具有高度并行的读出结构,便于高数据读出速率。Balor 17F-12每帧读数只需18.5毫秒,就可以测量大范围时间尺度上的可变性。它也可以通过使用较长的曝光来最大化信噪比,并且仍然可以实现比ccd快得多的帧周期。光度曝光时间在几十秒是常见的凌日或径向速度的测量。当使用带有4个输出端口的4k x 4k格式CCD时,低噪声读数需要额外的45秒曝光。巴洛具有18.5 ms的低噪声读出,比CCD快大约2500倍!下面的曝光方案显示了如何使用Balor,使用10秒的曝光时间,可以显著缩短测量周期时间。即使我们将Balor曝光时间延长到15秒,以达到与背光CCD相同的信噪比,占空比仍然很短。因此,Balor是提高信噪比和时间分辨率的一个机会。Balor还避免了例行更换机械百叶窗的需要。

快速帧速率

Balor型号能够在1690万像素(16位)下传输高达54帧每秒的数据,数据通过极高带宽的CoaXPress (4 Lane CXP-6)接口传输到PC。这是理想的快速应用,如太阳耀斑动力学和斑点/幸bob综合app官网登录运成像大气冻结。

通过感兴趣区域选择仍然可以获得更快的速度,仅可根据ROI高度进行缩放,即全宽ROI提供与减少ROI相同的帧速率,只要它们共享相同的行数。这对于以快速帧速率成像拉长的样本非常有用

扩展的动态范围和卓越的线性

Balor sCMOS传感器的创新多放大器架构独特地避免了在高增益或低增益放大器之间进行选择的需要,因为信号可以同时通过高增益(低噪声)和低增益(高容量)放大器进行采样。因此,在最大井深的同时可以利用传感器的最低噪声,提供更宽的动态范围。

此外,摄像头智能提供了显著的线性优势(> 99.7%的线性),在全动态范围内提供了无与伦比的定量测量精度。

低维护天文学

专业天文摄像机通常位于偏远、无人值守的观测地点,需要在长时间内不受服务干预的情况下操作。

巴洛永久真空——UltraVac采用密封真空密封,完全防止任何气体从外部环境进入。

  • 经过一段时间后,传感器或窗户上没有出现水分
  • 不返回工厂维修和重新充填
  • 现场不需要重新抽真空

无快门故障-涉bob综合app官网登录及机械百叶窗频繁循环的应用,如发现系外行星,需要例行更换百叶窗和相关停机时间。Balor提供了传感器滚动和全局快门选项,从而克服了对机械百叶窗的需求。没有机械百叶窗意味着没有百叶窗故障!注意,没有机械快门也避免了与虹膜快门相关的“曝光梯度”效应,因此在短曝光时更好地进行准确的光度测定。

滚动快门和全局快门

市场上并非所有的“科学CMOS”相机都提供滚动和真实全球曝光的选择。大多数都是其中之一。巴洛17F-12提供两种曝光模式。

滚动快门-滚动快门本质上意味着当读出的“波”扫过传感器时,阵列的不同线条在不同的时间暴露。Balor一次读取4行数据块。在滚动快门中,每个4行块行将开始和结束其曝光,其时间与相邻的4行块稍有偏移。此模式可提供最低的读出噪声和最快的帧速率。

当拍摄一系列动态图像时,滚动快门可以在连续的“100%占空比”模式下运行,因此在每一行图像被读出后,它立即进入下一次曝光。100%占空比意味着在曝光之间不会浪费时间,也许更重要的是,不会浪费光子。在报告的最大帧率下,传感器在100%占空比模式下持续读出。

然而,滚动快门有时会出现一些应用局限性:(a)对视野内相对较大、快速移动的物体进行成像时。然后,除了可能影响运动速率在时间上欠采样的任何成像条件的运动模糊的风险之外,还存在滚动快门空间失真的额外可能性。然而,当相对较小的物体以帧速率在时间上过采样的速率移动时,失真的可能性较小,帧速率实际上描述了绝大多数用例,即使在高时间分辨率天体物理学中也是如此;(b) 滚动快门的另一个潜在缺点是,曝光图像的不同区域在时间上不会与其他区域精确相关,这对于某些应用来说是必不可少的bob综合app官网登录

全局快门-全局快门模式,也可以被认为是“快照”曝光模式,意味着阵列的所有像素同时曝光,从而实现快速移动或快速变化事件的“定格”捕获。在曝光开始之前,阵列中的所有像素将保持在“保持清洁状态”,在此期间,电荷将排入每个像素的防晕结构中。在曝光开始时,每个像素同时开始收集电荷,并允许在曝光时间内收集电荷。在曝光结束时,每个像素将电荷同时转移到其读出节点。

当Global Shutter配置为在连续的“100%占空比”模式下工作时,在每个像素的读出节点读出之前的曝光时,可以继续进行曝光。这100%占空比导致最佳的时间分辨率和光子收集效率。在整个周期中,没有“瞬态”读出周期,如卷帘。

重要的是,Global Shutter提供了传感器区域不同区域之间的精确时间相关性,这在同步相对于外部时间戳的像素曝光时有时是需要的。

然而,全局快门模式的机制要求除了实际读取每个像素的电荷外,还需要一个参考读数在“幕后”执行。这个额外的数字化读数需要从全局快门图像中消除重置噪声。由于这个额外的参考读数,全局快门模式需要将滚动快门模式下的最大不同步帧率减半。与滚动快门相比,额外的读取也会导致读取噪音的增加。

灵活的像素分类和ROI

Balor具有相机上灵活的像素分类和感兴趣区域(ROI)能力,用户可定义为1像素粒度。更大的存储灵活性对于一些光子匮乏的应用是有用的,在这些应用中,像素分辨率可以牺牲,以增强每像素的光子收集面积。bob综合app官网登录ROI可用于加速采集帧率,例如在快速光度或天体动力学上执行Speckle/Lucky成像。

许多专业观测站要求摄像机能够在高海拔和/或低环境操作温度下工作。

  • 巴洛有资格在零下30度下操作°C环境温度。
  • 巴洛可在6000米高空作业。

iRig-B

IRIG-B GPS时间戳,用于跨多个仪器或多个站点的时间同步。10纳秒粒度意味着时间戳时间分辨率不会受到影响,即使在高帧率操作时也是如此。

硬件时间戳

Andor的Balor sCMOS提供了FPGA生成的硬件时间戳,以25纳秒的粒度与曝光结束一致,促进了与图像捕捉相关的准确动力学信息。

GPU表达

Andor GPU Express库用于简化和优化从摄像头到支持cuda的NVidia图形处理单元(GPU)卡的数据传输,以加速GPU处理,作为采集管道的一部分。GPU Express很容易与SDK3集成和或sCMOS相机,为管理高带宽数据流挑战提供一个用户友好但功能强大的解决方案;非常适合数据密集型应用,如散斑/幸运成像。bob综合app官网登录

  • 通过简单、优化的GPU数据管理,增强了方便性
  • 始终保证最佳数据
  • 极好的,轻松访问文档和例子。

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