会议动态|千眼狼sCMOS科学相机亮相第十五届全国量子成像学术会议

第十五届全国量子成像学术会议于9月7日在杭州圆满闭幕，该会议是基于量子物理及受相关量子效应启发的新型成像机理、方法、技术与应用的学术会议，旨在发展新型成像技术及应用。会议汇聚国内多所高校与研究所的专家学者，围绕单像素成像、量子成像新方法等专题展开研讨。

中科君达视界携自主研发的千眼狼sCMOS科学相机Gloria系列亮相，并向与会专家学者展示了量子与光子学关键研究领域中的应用。

作为光学与量子物理交叉的前沿领域，量子成像核心需求在于捕捉极弱光子信号并解析量子态的演化。需要成像设备具备光子级探测灵敏度的能力以捕捉极微弱信号，具备亚电子级的读出噪声能力以保证图像数据的信噪比，同时具备微秒级时序同步精度以实现与量子操控设备、激光设备等联动控制。

中科君达视界自研的千眼狼Gloria系列科学相机为应对量子成像挑战而生，全系采用通过EMVA1288国际标准认证的科学级背照式sCMOS传感器，在量子效率、噪声控制、时序同步等方面实现能力跃升：

冷离子云是验证本征态热化假说ETH的理想量子系统。冷离子云从非平衡态向稳态驰豫过程的成像面临信号微弱、动态范围要求高的挑战。EMCCD相机成像存在增益不稳定需频繁校准，以及乘性噪声降低了有效效率，动态范围受限，难以同步捕获冷离子云的亮/暗区域细节。

中科君达视界提供的千眼狼高性能sCMOS相机Gloria 1605，拥有800×600分辨率，16 μm大像元尺寸，＜1 e-低读出噪声，90.7% QE，模数转化位深16 Bit，40000：1高动态范围极致参数，可显著提升图像质量与信噪比。配备532 nm激光照亮，曝光时间为100 ms，采用低噪声模式，并通过灵活使用色阶调节对比度增强显示效果的技术，实现真空腔内囚禁的冷离子云清晰、稳定成像。通过sCMOS相机捕捉的时间序列图像，结合科学成像软件ROI灰度统计功能，可精确量化量子动力学涨落，可为ETH理论验证提供数据支持。

金刚石氮空位（NV）色心是性能卓越的固态量子传感器，其荧光强度随外界磁场发生细微变化。传统CCD相机、CMOS相机读出噪声高、满阱容量有限，易出现读出噪声主导现象，无法实现弱光信号探测。

中科君达视界研发的千眼狼sCMOS科学相机Gloria 4.2具备1.2 e-的超低读出噪声与16 Bit高动态模式，捕获金刚石NV色心发生塞曼跃迁时的荧光信号灰度值变化。通过相机高动态模式下捕获的16 Bit图像数据，解析GS级弱磁场引起的微弱灰度波动，为神经元动作电位磁场探测、量子器件性能表征提供实验工具。

单分子荧光成像主要用于揭示生命科学领域蛋白质折叠、核酸互作、酶动力学等微观机制，要求成像系统具备检测数十光子量级的单分子发射信号的能力，且能避免邻近强荧光标记或背景信号的饱和。

中科君达视界的Gloria 1605 sCMOS相机，专为弱光探测设计，16 μm大像元设计结合90.7% QE，可高效捕获20光级的单分子弱荧光信号，93 dB高动态范围与70 ke-满阱容量，可确保弱荧光信号不被噪声淹没，又能防止强信号区域饱和。且相较于EMCCD，Gloria 1605在保持同等性能同时，采购成本降低约50%，降低科研门槛。

量子成像理论与技术方面的发展离不开科学成像设备的支撑，千眼狼致力于将看不见的量子态转化为“可观可测”的科学数据，为量子成像科研工作者提供高效的成像解决方案。