单壁碳纳米管(SWNT)荧光成像是NIR-II相机的特色应用。半导体性单壁碳纳米管在NIR-II窗口具有独特的光致发光特性,且光稳定性较好,不易光漂白。研究人员利用深制冷InGaAs相机(如NIRvana: LN)检测生物内极低浓度的SWNT信号,实现了对深层组织植入传感器的无线读取,或追踪干细胞在体内的迁移和分化命运。这类应用对相机灵敏度要求极高,通常只有液氮制冷型设备才能满足信噪比需求。多模态成像融合方面,NIR-II相机常与X射线、CT、MRI或超声等解剖成像模态结合,构建多模态小动物成像平台。NIR-II提供分子和功能信息,其他模态提供高分辨率解剖结构,两者融合可实现更精细的病灶定位和生物学过程解析。部分研究还利用可调谐滤光片或光栅分光,配合NIR-II相机实现高光谱分辨的荧光成像,用于区分光谱特征相近的不同探针或多靶点同时检测。NIRvana: HS或C-RED 2系列支持数百帧每秒的成像速率,可捕捉小鼠脑皮层血流对刺激。海南斑马鱼成像红外相机厂商

主要应用领域和方向1.光片显微成像2.等离子体成像3.活细胞成像4.冷原子光镊成像5.量子点成像6.超分辨成像技术规格型号:SPL-400-BSI传感器类型:BSI sCMOS峰值量子效率:95% @ 600 nm彩色 / 黑白:黑白对角线尺寸:18.8 mm有效面积:13.3 mm x 13.3 mm分辨率:2048 (H) x 2048 (V)像素尺寸:6.5 μm x 6.5 μm位深:11 bit, 12 bit, 16 bit全分辨率帧率:最大值:100 fps @ 4.2 MP读出噪声:典型值:1.1 e- (Median)快门类型:卷帘, 全局重置制冷方式:风冷, 水冷触发模式:硬件, 软件外触发输出:支持支持数据接口:USB 3.0, CameraLink光学接口:C-mount海南斑马鱼成像红外相机厂商使用NIRvana系列相机可以在数毫米深度清晰分辨单个血管的血流动力学,空间分辨率可达数微米级别。

小动物生物深层成像是NIR-II相机热门的应用场景之一。利用NIR-II窗口(1000–1400 nm)光子在生物组织中散射更低、穿透更深的特性,研究人员能够实现对小鼠脑血管的高分辨率造影。例如,通过尾静脉注射NIR-II荧光探针后,使用NIRvana系列相机可以在数毫米深度清晰分辨单个血流动力学,空间分辨率可达数微米级别。瘤靶向成像方面,将靶向配体修饰的NIR-II量子点或稀土纳米探针注入荷瘤小鼠,相机可在生物自然状态下实时追踪探针在瘤部位的富集过程,用于评估药物递送效率和瘤边界界定。一些研究还利用NIR-II相机实现了小鼠全身血管网络的非侵入性三维重建,无需剖离组织即可获得类似组织切片的细节。
在小型望远镜天文测光与系外行星探测方面,亚利桑那州立大学2018年发表于arXiv的研究系统评估了商用InGaAs相机在小型望远镜上的应用潜力。他们测试了Sensors Unlimited的320×240像素InGaAs相机,虽然该相机在室温下暗电流高达5.7×10⁴ e⁻/s/像素,但凭借大像素满阱容量带来的高动态范围,仍能实现对亮源(J=3.9)的非饱和成像。在18英寸望远镜上,该相机对亮于J=8的源可达到毫星等测光精度,对J=16.4的暗源在1分钟曝光下可实现探测。研究还成功测量了系外行星凌日事件的亚百分之前列量变幅,证明了低成本InGaAs相机在小型望远镜上进行精密光变曲线观测的可行性。X射线、超声或可见光成像结合,构建多模态小动物成像平台,获取解剖结构、功能代谢和分子靶向信息。

近红外二区(NIR-II,1000–1700 nm)成像因其更深的组织穿透深度、更高的信噪比和更低的生物组织自发荧光,已成为小动物生物成像的前沿技术。相应的红外相机是整个系统的中心部件,目前市场上的产品主要来自国外厂商,国内以代理和系统集成商为主。在科研级NIR-II相机领域,Teledyne Princeton Instruments(普林斯顿仪器)的NIRvana系列占据重要地位。该系列采用InGaAs焦平面阵列(640×512像素,20μm像素尺寸),光谱响应覆盖900–1700 nm,在950–1500 nm波段量子效率超过85%。其中NIRvana: LN采用液氮制冷,工作温度可达-190°C,暗电流极低,适合极弱光信号的长时间曝光,是追求比较高灵敏度的优先;NIRvana: 640采用热电制冷至-85°C,兼顾性能与操作便捷性,适合大多数常规科研场景;NIRvana: HS则优化了帧率,可达250 fps,适用于血流动力学等快速过程的成像。这些相机均配备16位数字化和终身真空保证,通过LightField软件控制,并可与LabVIEW、MATLAB等编程环境集成。SLP-G 是谱镭光电(SPL-Tech)推出的一款通用型InGaAs近红外相机。上海等离子体拍摄红外相机厂商
血流、心跳等动态过程需要100 fps以上。海南斑马鱼成像红外相机厂商
D-BLUE1科研型红外相机InGaAs探测器0.9~1.7umD-BLUE1科研型红外相机采用InGaAs探测器,内置3级tec,可制冷到-50°。支持网口或者Cameralink,提供SDK,供二次开发。可广泛应用于半导体失效分析,生物***成像,天文观测等产品名称科研型短波红外面阵相机产品型号D-BLUE1探测器类型InGaAs短波红外焦平面探测器光谱响应范围0.9~1.7μm像元间距15μm分辨率640×512帧频50Hz有效像元率d≥99.8%积分类型Snapshot全局快门曝光时间范围15us-60s海南斑马鱼成像红外相机厂商