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HIGH SENSITIVITY & DYNAMIC RANGE · CCD / EMCCD / InGaAs

高灵敏度与大动态范围光谱相机 Andor

iDus CCD · Newton CCD · Newton EM(EMCCD)· iDus InGaAs-1.7 —— 覆盖深紫外至 1.7 µm 短波红外的弱光光谱探测方案

峰值 QE 95%UltraVac™ 深制冷 −100 °C读出噪声低至 2.5 e⁻(EM <1 e⁻)UV–1.7 µm阱深最高 1.7 亿 e⁻
高灵敏度与大动态范围光谱相机 Andor
01

产品简介

OVERVIEW

Andor 高灵敏度与大动态范围光谱相机系列面向稳态弱光光谱测量,以四种传感器架构覆盖不同波段与光通量需求:iDus CCD 与 Newton CCD 采用背照 / 深耗尽工艺,峰值量子效率达 95%%,是拉曼、荧光与吸收光谱的基准平台;Newton EM(EMCCD) 借助电子倍增读出把等效噪声压至 <1 e⁻,专攻极弱可见光;iDus InGaAs-1.7 把同一套高动态范围能力延伸到 1–1.7 µm 短波红外。全系标配 UltraVac™ 真空密封与热电深制冷(最低 −100 °C),暗电流低至 0.00007 e⁻/pix/s,并可选低 NIR Etaloning 传感器工艺,长时间积分也能保持信号干净。

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核心特点

KEY FEATURES
01

UltraVac™ 真空密封深制冷

最低 −100 °C,暗电流低至 0.00007 e⁻/pix/s;真空密封不受环境湿度影响,长期无需再生维护。

02

高峰值量子效率

背照 / 深耗尽型传感器峰值 QE 95%(VIS/NIR),紫外增强型覆盖至 200 nm,弱光下信噪比更优。

03

单光子级 EM 增益

Newton EM 电子倍增增益下读出噪声 <1 e⁻,极弱 VIS 光(PL、单分子、快动力学)仍可测量。

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宽波段与大动态范围

波长覆盖 UV–1.7 µm;寄存器阱深最高 1.7 亿 e⁻,强峰与弱峰可在同一次采集中并存。

03

典型应用领域

APPLICATIONS
拉曼光谱
自发 / 受激 / SERS / TERS
发光与荧光
PL / 荧光 / 阴极发光 / 量子点
吸收·透射·反射
UV-Vis-NIR / 漫反射
近红外弱光光谱
1–1.7 µm SWIR 检测
多光纤并行采集
多通道 / 多轨道光谱
快速动力学光谱
µs 级时间分辨
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四型号详解

MODEL GUIDE
iDus CCD

iDus CCDDU401 / DU420

弱光稳态光谱的基准平台。1024×128 至 2000×256 画幅,像元 26 / 15 µm;背照深耗尽与紫外增强型可选,阱深 100 万 e⁻,满足拉曼、荧光与吸收光谱的大动态范围定量测量。

Newton CCD

Newton CCDDU920 / DU940

速率与多光纤并行兼顾。最高 1,612 sps 光谱速率,支持动力学模式(µs 分辨);2048×512 大画幅可一次采集多路光纤光谱,适合反应监测与瞬态测量。

Newton EM

Newton EM(EMCCD)DU970 · 与 Newton CCD 同机箱

极弱可见光的首选。电子倍增增益下等效读出噪声 <1 e⁻,1600×200 画幅专为光谱优化,适用于 PL、单分子光谱与 µs 级快速动力学。

iDus InGaAs-1.7

iDus InGaAs-1.7DU490A / DU491A

短波红外段专用线阵。1–1.7 µm 波段 QE 平坦(85% @1.3 µm),阱深 1.7 亿 e⁻,配合 −90 °C 深制冷,覆盖近红外弱光与高动态范围光谱。

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量子效率实测曲线

QUANTUM EFFICIENCY
CCD QE

iDus / Newton CCD
BEX2-DD 峰值 QE ≈ 95%,BV/BVF 覆盖 200–1000 nm,BU/BU2 紫外增强,OE 近红外优化。
数据来源:Andor 官方规格书

EMCCD QE

Newton EM(EMCCD)
BV/BVF 背照型峰值 QE ≈ 95%(VIS),FI 前照型为可见光经济型选项。
数据来源:Andor 官方规格书

InGaAs QE

iDus InGaAs-1.7
1.0–1.7 µm 波段 QE 平坦,1.3 µm 处约 85%,1.7 µm 后迅速截止(横轴延伸至 2.4 µm 为画幅范围)。
数据来源:Andor 官方规格书

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应用 → 型号选型指南

SELECTION GUIDE
应用需求首选型号选型理由
拉曼 / 显微拉曼,弱光稳态光谱iDus CCD / Newton CCD95% QE + 大阱深,弱峰与强峰同帧定量
反应监测 / 多光纤并行采集Newton CCD1,612 sps 高速读出,2048×512 大画幅多轨道
极弱可见光(PL / 单分子 / 荧光)Newton EM(EMCCD)EM 增益把等效读出噪声压至 <1 e⁻
µs 级快速动力学光谱Newton EM / Newton CCDEM 增益 + 动力学模式,兼顾灵敏度与时间分辨
1–1.7 µm 短波红外弱光光谱iDus InGaAs-1.7InGaAs 线阵 85% QE,阱深 1.7 亿 e⁻
宽波段紫外弱光(200–400 nm)iDus CCD / Newton CCD(BU / BU2)紫外增强型传感器,短波端 QE 显著提升
传感器选项:前照式 FI(零 Etaloning)/ 背照 BV·BVF / 深耗尽 BEX2-DD / 紫外增强 BU·BU2 / 近红外 OE 像元可选:15 / 13.5 / 16 / 25 / 26 / 50 µm 接口:USB 2.0 · 光谱法兰 / C-mount(其余接口按型号配置)

选型提示:先由波段定传感器(UV-NIR 选 CCD、VIS 极弱光选 EMCCD、1–1.7 µm 选 InGaAs),再由采集速率与通道数在 iDus 与 Newton 之间取舍——iDus 侧重低噪声定量,Newton 侧重高速与多光纤;同一台光谱仪可换装不同型号相机,升级路径无需改变光路。

四型号主要技术参数对比

指标iDus CCDNewton CCDNewton EM(EMCCD)iDus InGaAs-1.7
传感器类型CCD(背照 / 深耗尽)CCD(背照 / 深耗尽)EMCCD(电子倍增)InGaAs 线阵
画幅(像元)1024×128 / 1024×256
2000×256
1024×256 / 2048×5121600×200 / 1600×400512×1 / 1024×1
像元尺寸26 或 15 µm26 或 13.5 µm16 µm25 或 50 µm
光谱范围UV–NIRUV–NIRVIS1–1.7 µm(SWIR)
峰值量子效率95%(VIS/NIR)95%(VIS/NIR)95%(VIS)85% @1.3 µm
最低制冷温度−100 °C(UltraVac™)−100 °C(UltraVac™)−100 °C(UltraVac™)−90 °C(UltraVac™)
最小暗电流0.0004 e⁻/pix/s0.0001 e⁻/pix/s0.00007 e⁻/pix/s10,700 e⁻/pix/s
最小读出噪声3 e⁻2.5 e⁻<1 e⁻(EM 增益)580 e⁻
寄存器阱深1,000,000 e⁻1,000,000 e⁻1,300,000 e⁻170,000,000 e⁻
最高光谱速率88 sps1,612 sps1,515 sps193 sps
低 NIR Etaloning 选项有(前照式零 Etaloning)有(前照式零 Etaloning)—n/a
最佳适用场景低 UV-NIR 光通量
大动态范围
低光通量、快速光谱速率
多光纤采集
极低 VIS 光通量
快速速率与动力学
1–1.7 µm 弱光
高动态范围

应用案例,文献可查

每条附对应方向公开文献与 DOI,可点开核对。

01拉曼与显微拉曼(偏振 / 取向成像)

用拉曼显微成像快速定量反演分子的二维与三维取向

Fast and quantitative 2D and 3D orientation mapping using Raman microscopy

Nature Communications · 2019 · DOI 10.1038/s41467-019-13504-8

实验配置自建拉曼显微光路:785 nm 激发经 749 nm 短波通二向色镜入射样品,收集光由 NIR 消色差双胶合透镜聚焦到电动狭缝,透射式熔石英偏振无关光栅分光,785 nm 边缘滤光片压瑞利线,风冷 CCD(iDus 416)记录;逐点扫描样品并旋转检偏器,由偏振拉曼谱反演分子取向。

为什么选这一型号?取向成像是逐点采集,单点积分时间被总测量时长卡死,只能在弱信号下做;416 的 1024×256 背照式芯片、26 µm 像元与 95% 峰值量子效率把每个点的信噪比拉起来,−100 °C 深冷让长时间扫描的基线不随环境漂移。

适用型号:iDus CCD(DU401 / DU416 / DU420)

02SERS 与 TERS 单点增强

SERS 人工嗅觉:用指纹图谱做高维判别

Surface enhanced Raman scattering artificial nose for high dimensionality fingerprinting

Nature Communications · 2020 · DOI 10.1038/s41467-019-13615-2

实验配置785 nm 激发、10 mW,×50/0.75 NA 物镜,散射光经 100 µm 光纤导入 600 g/mm 光栅光谱仪,TE 制冷背照式 CCD(iDus DU401-DD)采谱,谱段裁到 727–1782 cm⁻¹,逐点扫描得到 SERS mapping,再做多元统计判别。

为什么选这一型号?SERS mapping 要求每个点都能在毫秒级给出整段指纹区,背照式深耗尽芯片在 785 nm 的量子效率接近峰值,100 µm 芯径的光通量能被 26 µm 像元完整接收;TE 制冷使数小时的 mapping 不必补充液氮。

适用型号:iDus CCD(DU401 / DU416 / DU420)

03单分子与单粒子荧光

凝胶包埋实现溶液中单共轭聚合物分子的光谱测量

Gel Trapping Enables Optical Spectroscopy of Single Solvated Conjugated Polymers in Equilibrium

ACS Nano · 2019 · DOI 10.1021/acsnano.9b06164

实验配置405 nm 激发,自建共聚焦显微镜收集,Kymera 193i 影像校正光谱仪分光,iDus 416 采集单分子全谱,谱图用多重高斯拟合解卷积;样品为凝胶包埋的共轭聚合物单分子,浓度 10 pM。

为什么选这一型号?单分子到达探测器的光子数常在每秒几千个量级,光学效率就是信噪比:Kymera 193i 的 f/4.6 通光与影像校正把点光源尽量送进狭缝,416 的 3 e⁻ 级读出噪声决定弱谱能否在不长时间累积的前提下分辨振动结构。

适用型号:iDus CCD(DU401 / DU416 / DU420)

04等离激元暗场散射与消光谱

单个 Pt 纳米颗粒上 CO 氧化反应的原地等离激元光谱

In Situ Plasmonic Nanospectroscopy of the CO Oxidation Reaction over Single Pt Nanoparticles

ACS Nano · 2019 · DOI 10.1021/acsnano.9b02876

实验配置自制透明流反应器(25 mm 石英光学窗)配四极质谱,正置显微镜暗场物镜收集单个 Pt 纳米颗粒的散射光,Shamrock 193i 光谱仪分光,Newton 920 记录 LSPR 谱;切换反应气的同时采集光谱与质谱。

为什么选这一型号?单颗粒暗场散射只有入射光的千分之几,又要在反应气氛下连续采几小时看 1 nm 级的峰位移动:920 的 1024×256、26 µm 像元配 −100 °C 深冷,暗电流低到 0.0001 e⁻/pix/s,长积分也不会被热噪声占满。

适用型号:Newton CCD(DU920 / DU940)

05二维材料与半导体激子光谱

介观重构莫尔异质结中的激子

Excitons in mesoscopically reconstructed moiré heterostructures

Nature Nanotechnology · 2023 · DOI 10.1038/s41565-023-01356-9

实验配置725 nm 连续钛宝石激光共振激发 WSe₂ 单层,低温恒温器配压电位移台(磁场至 9 T、Faraday 构型),收集光经 300 g/mm 单色仪分光,iDus 416 记录 PL 与差分反射谱;起偏、检偏与波片由压电旋转台控制。

为什么选这一型号?差分反射测的是 10⁻³ 量级的相对变化,光源用卤钨灯、单色仪通带又窄,到探测器的光很弱;416 的 16 bit 动态范围让强反射背景上的微弱激子特征不被量化噪声淹没,深冷则保证长时间变温变场扫描的暗计数稳定。

适用型号:iDus CCD(DU401 / DU416 / DU420)

06时间分辨与双出口并行采集

胶体量子壳实现明亮耐辐照的闪烁发光

Bright and durable scintillation from colloidal quantum shells

Nature Communications · 2024 · DOI 10.1038/s41467-024-48351-9

实验配置同步辐射脉冲 X 射线(24-bunch 模式,重复频率 6.536 MHz)激发,1.5 mm 芯径、NA 0.54 光纤收集辐射发光,Shamrock 303i(150 g/mm)分光;一个出口接 iDus 420 采静态谱,另一出口接单光子雪崩二极管与时间相关单光子计数卡,同步采集衰减曲线。

为什么选这一型号?同一发光过程要同时拿到谱形和寿命,靠的是 303i 的双出口:iDus 420 常驻侧口做谱,单光子探测器挂直口做 TCSPC,切换不用重新对准;420 的 26 µm 像元与 16 bit 读出保证弱辐射发光谱可直接定量比较。

适用型号:iDus CCD(DU420)

07近红外弱光光谱(1–1.7 µm)

植入式光学纳米传感器无创检测卵巢癌标志物

Noninvasive ovarian cancer biomarker detection via an optical nanosensor implant

Science Advances · 2018 · DOI 10.1126/sciadv.aaq1090

实验配置730 nm、1 W 连续激光经 1 发 6 收的石英光纤反射探头(200 µm / 0.22 NA)激发与收集,1050 nm 长通滤光片压激发光,410 µm 狭缝进 303 mm Czerny-Turner 光谱仪,85 g/mm(闪耀 1350 nm)光栅分光,iDus InGaAs 记录 1050–1700 nm 发射谱。

为什么选这一型号?单壁碳纳米管的近红外荧光量子产率低、又必须在 1050 nm 以上彻底避开激发光,硅 CCD 在这个波段已经没有响应;iDus InGaAs 在 1.0–1.7 µm 的平坦响应(85% @1.3 µm)配上 1.7 亿 e⁻ 阱深,才能在强背景上读出微弱荧光峰。

适用型号:iDus InGaAs-1.7(DU490A / DU491A)

08电致发光与发光器件测试

钙钛矿/硅叠层电池的纳米光学设计

Nano-optical designs for high-efficiency monolithic perovskite-silicon tandem solar cells

Nature Nanotechnology · 2022 · DOI 10.1038/s41565-022-01228-8

实验配置源表给电池加正向偏压并监测注入电流,电致发光经光纤进 SR393i-B 光谱仪;硅 CCD 与 InGaAs 阵列分别覆盖 300–1100 nm 与 1000–1700 nm,谱响应用已知光谱辐照度的卤钨灯标定。

为什么选这一型号?叠层器件的 EL 跨 300–1700 nm,单只探测器覆盖不了:SR393i-B 的双探测器口可同时挂 iDus Si 与 iDus InGaAs,一次扫描拼出全谱,省掉换探测器后的重新对准与重新标定。

适用型号:iDus CCD + iDus InGaAs-1.7

Andor 光谱相机系列彩页

2 页 · 2.0 MB

  • 产品简介
  • 核心特点(4 项)
  • 四型号主要技术参数对比
  • 典型应用领域(6 类)
  • 四型号详解

含四型号并列对比表与各自的最佳适用场景说明。

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原厂彩页受版权保护,不放在网上直接下载。留下四项信息提交后,由我们的工程师人工核对并回复,把原版 PDF 发到您填写的邮箱(工作日一般 30 分钟内,非工作日顺延到下一个工作日)。

四项均为必填——单位用于判断是否已有对应型号的供货记录,电话便于资料发不出时联系您。信息只用于本次回复,不群发、不外传。急用可直接致电 185 7677 6966。

iDus 和 Newton 能共用一个光谱仪吗?

可以。两者都是标准焦平面接口,与 Shamrock / Kymera 直接对接;换相机后需重做波长标定。

−100 ℃ 需要水冷吗?

UltraVac™ 热电制冷到 −100 ℃ 为风冷/无液氮设计,具体散热条件按型号手册;不需要外接冷水机。

EM 增益会损失动态范围吗?

会。EM 增益引入约 1.4 的额外噪声因子,且高增益下满阱变小;建议仅在信号低于读噪时开启,常规测量切回 CCD 模式。

InGaAs 的暗电流为什么高这么多?

窄带隙材料的暗电流本征上比硅高几个数量级,10,700 e⁻/pix/s 已是 −90 ℃ 深制冷后的水平;靠 1.7 亿 e⁻ 的超大阱深与 binning 来换取信噪比。

光谱速率 sps 是什么单位?

spectra per second,每秒可采集的完整光谱帧数,取决于读出模式与 binning;实际值随 ROI 与像元合并方式变化。

能不能做时间分辨(门控)?

这条线是稳态光谱相机,不带门控;纳秒门控要选 iStar 系列 ICCD。

需要选型建议或报价?

告诉我们样品类型、波段范围和已有设备配置,我们给出型号对照与整机方案,不做泛泛推荐。

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