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新品推荐|Qbit 4610 sCMOS相机，一款面向单光子探测的定量成像仪器

中科君达视界上市一款面向单光子定量成像的新一代sCMOS相机Qbit 4610，针对量子计算（离子阱、中性原子阵列成像）、天文观测（星云与幸运成像）、拉曼光谱等应用场景，提供0.3 e-极致读出噪声和940万像素的宽视场。

1. 行业需求

在前沿科学成像领域，面对光子级极弱信号如量子纠缠中的量子比特、深空星云的黯淡光子，成像需求不仅是单一的现象观测，还要对光子进行准确地计量。

长期以来，EMCCD技术凭借其强大的增益特性在光子级信号成像领域占据主导，但存在分辨率低、读出速度慢等局限。普通sCMOS相机读出噪声通常在1 e-~1.5 e-之间，难以分辨单光子信号。为解决上述行业难题，中科君达视界推出千眼狼Qbit 4610 单光子sCMOS相机，实现“单光子定量成像”。

2. 性能表现

I. ＞85 %高量子效率：460 nm波段，Qbit 4610量子效率＞85%，具备优异的光子捕获能力。这使得千眼狼Qbit 4610 sCMOS相机在离子阱、拉曼散射及天文幸运成像中，可提高携带信息的光子收集效率，提升光子统计置信度。

II. 0.3 e- rms 亚电子级读出噪声：Qbit 4610 sCMOS相机在标准工作模式下读出噪声仅为0.3 e- rms，意味着相机本身的噪声背景低于单个光子信号强度，使得传感器能够识别并计数每一个到达像素的光子。

III.0.009 e- 暗电流：Qbit 4610 sCMOS相机暗电流实测值仅0.009 e-/pixel/s @-30°C，为天文观测与拉曼光谱所需的长曝光与积分成像提供保障。

IV. 9.4 MP@120 fps 高分辨率下高帧率：基于4096×2304的高分辨率sCMOS面阵，Qbit 4610在保持低噪声特性同时实现全分辨率下高帧率数据输出，不用在帧率和分辨率上做取舍。

V. ＞900 MB/s 超高数据传输链路：Qbit 4610率先采用USB3.1 Gen2高速接口设计，大幅降低满帧率读出时的接口瓶颈，有效数据带宽＞900 MB/s，实现16 bit数据的高速连续传输，在单光子实验中完整保留RAW数据。

3. 技术创新

千眼狼Qbit 4610 sCMOS相机采用两大核心技术，保障对光子的分辨和计量：

I.像素级隔离架构技术：通过在像素单元层面引入深沟槽隔离结构，形成物理屏障有效抑制光电子向相邻像素扩散，从而解决传感器常面临的像素间光学串扰和调制传递函数MTF下降的痛点，实现高灵敏度和高分辨率的完美结合。

II.亚电子噪声分辨技术：通过采用定制化的低噪声读出电路和精密的制冷控温技术，在标准读出频率120 fps下，Qbit 4610读出噪声压至0.43 e- rms，使得相机本底噪声远低于单个光子的信号强度，保证Qbit 4610识别和统计到达像元的光子数量。在慢速读出频率25 fps下，Qbit 4610读出噪声可进一步降低到0.3 e- rms。

4. 应用展望

I. 量子计算

量子计算实验中，研究人员需同时监控数千个量子比特的明暗状态，极弱的光信号且需要极短的曝光时间以避免量子退相干，Qbit 4610凭借0.3 e-读出噪声准确判别量子比特的状态，并结合4096×2304大靶面单次可覆盖更多量子比特，提升量子计算的读出效率。

II.天文观测

在幸运成像与星云探测中，地面易受大气湍流影响，且深空天体的光子黯淡，千眼狼 Qbit 4610可以940万像素大视场120 fps高帧率进行幸运成像，极短曝光时间冻结大气抖动，筛选清晰的多帧进行叠加。

III.拉曼光谱

拉曼散射信号极弱，光子数稀疏，普通sCMOS相机由于读出噪声＞1 e-，无法捕捉散射信号。Qbit 4610凭借亚电子噪声分辨技术，及线性度与像素一致性的特征，可为拉曼光谱成像提供纯净的光谱数据。

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