紫外成像相机在材料和自然科学中的应用 （上）

产品推介：紫外成像相机在材料和自然科学中的应用 （上）

您也许曾经好奇过：什么是紫外成像相机？它又对您的应用有何助益？本系列的两篇文章将解答您的疑问。

紫外成像相机是一种可检测并捕捉电磁光谱中紫外波段图像的相机。由于被检测的紫外波段（200 至 380 nm）是人眼不可见的（图1），因此捕获的图像常以物理或数字的方式转换为可见波段的颜色 （380至 700 nm）。

图1：电磁波谱¹。

这种相机常用于工业、材料、医学和自然科学研究领域，紫外图像可以揭示可见光中难以察觉的结构瑕疵、荧光标记以及物质变化所产生的特征信号。

紫外成像相机的品质需考虑以下方面：

• 相机输入窗口处对紫外信号的反射和吸收

• 相机所使用的芯片质量

• 芯片在紫外波段的量子效率（QE）

制冷型pco.edge 4.2 bi UV和非制冷型pco.panda 4.2 bi UV，是PCO的两款经典的紫外成像相机，它们采用了背照式sCMOS成像芯片技术，结合内部特殊的光信号输入窗口，轻而易举地在紫外波长范围内实现了高QE。

这两款相机不仅在紫外波段表现良好，且在可见光范围QE高达95 %，并同时具有出色的近红外灵敏度，QE可在800 nm 波长范围内高达60 % （图2和图3）。

图2：pco.edge 4.2 bi UV 相机的QE（蓝色曲线）。

图3：pco.panda 4.2 bi UV 相机的QE（蓝色曲线）。

pco.edge 4.2 bi UV 相机和pco.panda 4.2 bi UV 相机，被应用于材料和大气的研究当中，并取得了令顾客满意的成果。

以下为 pco.edge 4.2 bi UV 制冷型sCMOS相机的部分应用方案：

使用紫外相机成像监测火山的二氧化硫排放

Christopher Fuchs, 挪威大气研究所 (NILU)

火山会释放大量的二氧化硫从而影响大气活动，研究者使用 pco.edge 4.2 bi UV 相机搭配光谱检测装置，实时且长期地监测了火山的二氧化硫排放情况。

标题：电荷和水滴运动对局部放电起始场强的影响

作者：Jens-Michael Löwe, Volker Hinrichsen, Ilia V. Roisman, and Cameron Tropea

文章信息：Phys. Rev. E 102, 063101. 

强电场可能使液滴变形并在基板上引起它们的振荡或运动。而且由于三相接触线附近的电场增强，它们还可以引发局部放电 (PD)。局部放电会影响液滴扩散，从而导致液滴形状异常。此外，局部放电还会使基板（例如高压复合绝缘体）的表面性能恶化。在这项研究中，局部放电的位置由紫外成像相机 pco.edge 4.1 bi UV 进行光学确定。对局部放电影响因素的详细了解提高了对强电场影响下的液滴行为的理解。

标题：紫外高光谱成像作为工艺分析工具，用于表征直接键合铜上的氧化物层和铜状态

作者：Mohammad Al Ktash, Mona Stefanakis, Tim Englert, Maryam S. L. Drechsel, Jan Stiedl, Simon Green ,Timo Jacob, Barbara Boldrini, Edwin Ostertag, Karsten Rebner and Marc Brecht

文章信息：Sensors 2021, 21(21), 7332

利用 200-380 nm 范围内的高光谱成像和反射光谱，以无损方式快速检测和表征直接键合铜上的铜氧化态及其层厚度。单点紫外反射光谱作为一种行之有效的方法，被用来比较高光谱成像结果的质量。对于铜表面的横向分辨测量，使用了基于推扫式成像仪的紫外高光谱成像装置。研究了六种不同类型的直接键合铜。每种类型具有不同的氧化层厚度，并使用 X 射线光电子能谱通过深度剖析进行分析。总共测量了 28 个样品，以开发多变量模型来表征和预测氧化层厚度。本研究使用了pco.edge 4.2 bi UV 相机结合光谱仪进行紫外高光谱成像。

pco.edge 4.2 bi UV 的主要特点

• 190 nm - 1100 nm光谱范围

• 16 bit背照式sCMOS成像芯片技术

• 方便灵活的制冷系统可低至-25 °C

• 分辨率2048 x 2048像素

• 像素尺寸6.5 x 6.5微米

• 量子效率可达95 %

• 40 fps @ 4.2百万像素全分辨率

• 26 667 : 1动态范围

• 暗电流可低至0.2 e^-/pixel/s

• 滚动快门

• 曝光时间范围: 10 μs到20 s

• USB 3.1 Gen1接口

pco.panda 4.2 bi UV 的主要特点

• 190 nm - 1100 nm光谱范围

• 16 bit背照式sCMOS成像芯片技术

• 超紧凑的外形设计: 65 x 65 x 65毫米

• 分辨率2048 x 2048像素

• 像素尺寸6.5 x 6.5微米

• 量子效率可达95 %

• 40 fps @ 4.2百万像素全分辨率

• 滚动快门

• USB 3.1 Gen1接口

  
  

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