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高速影像增强器 | 瑆创光学电子商店

高速影像增强器

高速图像增强器

 

HiCATT 是一种增强型相机附件,专门设计用于与高速相机结合使用。它可用于将低照度图像放大到高达 10000 倍的水平,从而提高所连接的高速摄像机的灵敏度,并实现高速、低照度成像。HiCATT 通过使用高质量的镜头耦合器连接到所有主要品牌的高速摄像机。

 

HiCATT 的混合图像增强器由 2 个阶段组成,直径为 25 mm 或 18 mm。第一级是第二代或第三代以接近为中心的 MCP 增强器,提供非常高的可调增益。第二级是以邻近为焦点的 Gen1 增强器,可产生高帧率成像所需的超高输出亮度。在其门控模式下,第一级用作快速光电快门,有效曝光时间低至纳秒级。该增强器可以以高达 2.5 MHz 的突发重复率运行。

 

一系列不同的增强器控制单元提供从模拟增益控制到全数字控制的功能,包括内部触发发生器和可编程门序列。

 

HiCATT 具有一系列 Gen II 和 Gen III 图像增强器,可提供低至单光子级别的高灵敏度和适合您应用的最佳光谱带宽。提供涵盖光谱灵敏度、荧光粉、空间分辨率、增益、线性度、最小门宽和门控频率范围的不同型号。

 

HiCATT 的第一级图像增强器标配一个 MCP。可根据要求提供双 MCP 图像增强器。

 

特征
  • 易于耦合 灵活高效的镜头耦合到所有主要品牌的高速摄像机(高达 300 000 fps)
  • 高分辨率图像增强器 Gen II 和 Gen III 图像增强器在紫外线、可见光或近红外线下提供世界上最高的分辨率和灵敏度
  • 栅极宽度小:栅极宽度低至小于 3 ns (FWHM),抖动最小
  • 高栅极重复率:高达 300 kHz/2.5 MHz 突发
  • 设计紧凑,可轻松适应您的成像或光谱设置
  • 过度暴露保护:用户可定义的阳极电流限制
应用
  • 子图像测速法(PIV)
  • 激光诱导荧光(LIF)
  • 燃烧
  • 单光子成像
  • 生物和化学发光成像
  • 等离子体物理学
  • 天文学
  • 时间分辨成像和光谱学

 

应用  

 

1a. 以高帧率记录本生燃烧器产生的蓝色气体火焰是一项挑战。火焰的光强度很低,为了能够看到任何细节,尤其是在特写镜头中,需要非常短的曝光时间。

 

1b.使用标准高速摄像机以 1000 fps 和 1 ms 曝光时间进行录制。一方面,需要较长的曝光时间来提高相机的灵敏度。另一方面,为了防止运动模糊,需要较短的曝光时间。

 

 

1c.使用 HiCATT 在高速摄像机前以 2000 fps 和 15 μs 曝光时间(使用门控)进行录制。HiCATT 可以以高达 300.000 fps 的帧速率捕获火焰。通过使用图像增强器的门控快速光电光快门功能,可以将曝光时间限制在运动模糊不再是问题的值。

 

 

 

 

2. 使用HiCATT与高速摄像机结合进行录制序列。录音显示了燃油喷射发动机以 22.000 fps 的速度燃烧循环。

 

 

当 HiCATT 安装在镜头或显微镜上时,入射光 (a) 被聚焦到图像增强器 (b) 的入射窗上。图像增强器在光电阴极处将光学图像转换为电子,在微通道板(MCP)上放大该电子图像,并在阳极屏上将电子重新转换为光子。第二个图像增强器(增强器,c)进一步放大信号。在混合增强器的输出端,安装了一个继电器物镜 (d),其放大倍率使增强器与高速摄像机传感器 (e) 相匹配。

 

对于时间分辨成像,将门单元(f)与图像增强器一起使用,以产生电光快门。栅极单元要么产生高压脉冲信号,要么跟随外部TTL脉冲。脉冲宽度是可变的,在小于 3 ns 到 DC 的范围内跟随 TTL 输入脉冲,重复频率高达 300 kHz。

 

配置

 
 

 

光谱响应和荧光粉衰减时间

HiCATT_Spectral_Response.jpg

HiCATT_Phosphor_Decay_Time.jpg

 

荧光粉 效率
衰减时间达到 10%
衰减时间达到 1%
P43(可选) 20光子/e-/kV
1.5 ms
3 ms
P46(标准) 6 光子/e-/kV
500 ns
2000 ns

 

增压器工作原理

HiCATT_Working_Principle.jpg

在光电阴极 (1) 上,光子被转化为电子。它们在电场中被加速到多通道板(MCP,2)并撞击通道壁。根据通道两端的电压,二次发射会产生多个电子。这团电子被加速到阳极屏 (3),在那里电子被荧光粉层转换回光子。

 

这些光子由光纤面板 (3) 引导到第二级(助推器)的入口。

 

同样,光子通过光电阴极 (4) 转换为电子,并加速到阳极屏 (5) ,在那里出现图像。中继镜头 (6) 将图像从增强器背面传输到已安装的相机上。

 


型号指南

  HiCATT 18 HiCATT 25
有效面积 第二代:ø 17.5 mm ,第三代:13.5x10 mm 
第二代:ø 24.5 mm ,第三代:16x16 mm 
输入直径
18 mm 
25 mm 
输入窗口厚度
5.5 mm 
6.0 mm 

 

产品规格和手册

产品手册链接:

图像增强器规格
最小门控宽度 (FWHM)

HiCATT G 40n:40 ns

HiCATT G 2n:第 II 代为 < 3 ns,第 III 代为 5 ns

最大重复频率 HiCATT G 40n:100 kHz

HiCATT G 2n:300 kHz,2.5 MHz(突发模式)

第一级图像增强器 以邻近为重点的第二代或第三代(无胶片)

第二级图像增强器

以邻近性为中心的第一代

输入窗口

S20:石英。S25、砷化镓、砷化镓(GaAs):硼硅酸盐玻璃

灵敏度和光谱范围

请参阅“产品概述“上的图表

光子增益(最大值)

S20:40000、S25:30000、砷化镓:30000、砷化镓:50000
等效背景输入 S20: 0.006, S25: 0.008, GaAs: 0.024, GaAsP: 0.006 photo e-/px/s
P46 (P20, P24, P43 可根据要求提供)
输入镜头卡口 F 卡口(可根据要求提供 C 卡口)
输出镜头卡口
F 卡口(可根据要求提供 C 卡口)
可用的继电器镜头
1:1、2:1、3:1

输出典型分辨率 (lp/mm)

1:1 中继镜头

2:1 中继镜头

3:1 中继镜头

S20:33,S25:31,砷化镓:28,砷化镓:26

S20:66,S25:62,GaAs:56,GaAsP:52

S20:99,S25:93,砷化镓:84,砷化镓:78

 

 

门控

 

HiCATT可以通过对图像增强器进行选通,用作超快光电快门。这消除了运动模糊并减少了有效曝光时间,从而显着拓宽了相机的动态范围。为了防止在使用较短的门时损失场景内动态范围,用户可以设置更高的 MCP 增益。脉冲宽度和频率由用户定义:可以应用从直流到几纳秒的任何脉冲宽度。

 

下表总结了可用于 HiCATT 的不同增压器控制单元的范围。

● 增益控制模型充当图像增强器的电源,提供栅极脉冲序列

外部。

● 栅极控制模型具有自己的脉冲发生器,使用户能够直接控制栅极宽度和

门延迟。

● 栅极发生器型号具有脉冲发生器的增强版本,具有更低的抖动。这些

模型允许图像增强器通过提供与相机的曝光时间同步

触发信号。

● 所有型号都允许通过外部 TTL 信号设置栅极频率。

 

Microsoft Windows 控制软件随所有控制单元型号一起提供,手动型号除外。该软件为用户提供了对脉冲宽度和延迟、门控模式和增强器增益的完全控制。控制单元通过 USB 连接到计算机(RS-232 是可选的)。为了集成到第三方软件中,可以使用完整的命令集。

 

门发生器型号的增强型脉冲发生器具有 4 个独立的可编程脉冲输出(其中一个用于门控),可提供脉冲宽度小于 3 ns (FWHM) 的精确定时 TTL 脉冲。

 

增压器门发生器可选配可编程门模式。帧存储设施允许存储许多不同的延迟/宽度设置,并创建可自由定义的门序列。

控制单元和门控属性

控制单元型号

无控制单元

增强增益

控制

增压器闸门

Control

增压器闸门

G充气器

增益控制

手动
闸门控制
外部 TTL 外部 TTL
阳极电流限制器
内部触发发生器
可编程门模式
3 个预设 可选 (IC-PG-USB)
快门控制
自选 自选
额外的 TTL 输出
2 3
         
门控属性        
宽度范围     10  ns – 10 s
< 3 ns – 10 s
得到的最小脉冲宽度(增量)     10 ns(10 ns) < 3 ns (10 ps)
脉冲重复率

 

    < 10 MHz 
< 16 MHz
延迟抖动(宽度)
    10 ns (< 250 ps RMS)
< 35 ps (< 35 ps)
插入延迟
    20 ns 20 ns

触发输入

   

可编程触发器

电平、分频器和突发

(N 个触发器中的 m)

 

 

机械快门

 

 

HiCATT 可以配备可选的机械快门,以防止高强度杂散光或直接激光对图像增强器造成损坏。此外,建议在两次测量之间关闭快门,以延长图像增强器的使用寿命。

 

 

快门取代了 HiCATT 的原始 F 卡口适配器。F卡口输入的后焦距保持不变,因此可以使用任何F卡口物镜。快门配有电源和遥控器。计时器可用于在预定时间后自动关闭快门。遥控器采用符合人体工程学的设计和大液晶显示屏。快门也可以通过HiCATT的软件或外部TTL信号进行控制。

 

 

 

快门规格

快门

UNIBLITZ VS35
重复率
DC 至 5 Hz(20 Hz 突发,最长 4 秒,突发间隔 1 分钟)
开/关时的转移时间 13 ms
最短开放时间
20 ms
镜头卡口
F 卡口

快门控制方式

- 带按钮和计时器的手持遥控器

- 外部TTL信号

延时定时器规格
1 秒至 99 小时,以 1 秒为增量
TTL输入
0-5 V,最小脉冲宽度为 20 ms

 


光电阴极

  光电阴极是图像增强器的入口。这是入射光子被转换为电子的地方。光电阴极材料的量子效率决定了这种转换对每个波长的效率。  

 

 

 

 

 

第二代图像增强器

第二代图像增强器的光电阴极可以具有高达25%的量子效率。

 

 

S25 光电阴极仅适用于直径为 18 mm 的图像增强器。

典型 QE

Typical QE.jpg

 

第二代图像增强器的典型量子效率 (%) 与波长 (nm) 的关系。

   
   
   

 

 

第二代高量化宽松形象

增压器

 

第二代高QE像增强器的光电阴极可以具有超过30%的量子效率。

 

请注意,这些图像增强器仅适用于直径为 18 毫米的传感器。

典型 QE,200 ns 栅极宽度Typical QE_200 ns gate width.jpg

 

 

第二代高QE图像增强器的典型量子效率(%)与波长(nm)的关系。

 

   
   
   

 

 

第二代快速选通高QE镜像增强器

 

第二代高QE图像增强器的光电阴极可以具有超过25%的量子效率。

 

请注意,这些图像增强器仅适用于直径为 18 毫米的传感器。

典型 QE,3 ns 栅极宽度

Typical QE_3 ns gate width.jpg

 

第二代高QE图像增强器的典型量子效率(%)与波长(nm)的关系。

   
   
   

 

 

第三代图像增强器

 

第三代图像增强器的光电阴极可以具有高达50%的量子效率。

典型QE

Third gen_Typical QE.jpg

 

 

第三代图像增强器的典型量子效率 (%) 与波长 (nm) 的关系。

 

 

 

 

荧光粉

PDT.jpg

 

荧光粉衰减时间

 

图像增强器的阳极屏包含一层磷光材料。在电子的冲击下,荧光屏会发光。根据荧光粉的类型,发射光的强度会下降得更快。荧光粉的效率越高,其光强度在激发后衰减的速度就越慢。

 

我们的时间分辨相机和相机附件使用 P43 荧光粉。这种荧光粉的高发光效率增加了图像增强器输出端的光水平。这提高了结果图像的质量。

 

我们的高速摄像机和摄像机附件使用 P46 荧光粉。这种荧光粉的衰减时间很短,因此连续帧的光信号不会混淆。

 

P47 荧光粉可根据要求提供,当需要更快的衰减时间时。

 

 

 

荧光粉

发射光谱

效率 (E/KV)

衰减至10%

衰减至1%

         
P43
545 nm
20
1.5 ms
3 ms
P46
530 nm
6
500 ns
2000 ns
P47
400 nm
4
100 ns
400 ns

 

 

 


增强型 CMOS 相机

类型 时间分辨iCMOS 高速门控iCMOS相机 高速荧光iCMOS相机
540米/秒 1000米/秒 荧光 (1000 FPS) 荧光 (2000 FPS)
产品图片

TRiCAM_Specifications 1.jpeg

帧率  162 帧/秒 540 帧/秒 1000 帧/秒 1000 Uts/s - 7500 帆/秒 2000 帆/秒 - 6400 帆/秒
传感器分辨率 1920 x 1200 像素 1696 x 1710 像素 1280 x 1024 像素 1280 x 1024 像素 1920 x 1080 像素*
像素大小 5.86 x 5.86 微米 8 x 8 微米 6.6 x 6.6 微米 6.6 x 6.6 微米 10 x 10 微米
光子增益 (最大) 50000 流明/米^2/lx 11000 流明/米^2/长x 11000 流明/米^2/长x 36000 流明/米^2/长x 36000 流明/米^2/长x
门控重复率 100 或 300Khz 100KHz 100KHz 100KHz 100KHz
增压器 18mm 增压器  双极增压器 双极增压器 单极增压器 单极增压器
位深 10 位 和 12 位 8 位 8 and 12 位 8 and 12 位 8 位
最短曝光时间 40 纳秒 (3 纳秒可选) 40 纳秒 (3 纳秒可选) 40 纳秒 (3 纳秒可选) 40 纳秒 (3 纳秒可选) 40 纳秒 (3 纳秒可选)

 

 

成像增强管

类型 时间分辨图像增强器 高速图像增强器
型号 18 型号 25 型号 18 型号 25
产品图片

输入直径 18毫米 25毫米 18毫米 25毫米
有效面积 第二代: ø 17.5 mm, 第三代: 13.5x10 mm 第二代: ø 24.5 mm, 第三代: 16x16 mm 第二代: ø 17.5 mm, 第三代:   13.5x10 mm 第二代: ø 24.5 mm, 第三代: 16x16 mm
Max. 重复  100 kHz, 300 kHz 或 1 MHz 100 kHz, 300 kHz 或 1 MHz 100khz 或 300khz , 2.5 MHz 突发模式 100khz 或 300khz, 2.5 MHz 突发模式
Min. 栅极宽度 < 3ns - 40ns (FWHM) < 3ns - 40ns (FWHM) < 3ns - 40ns (FWHM) < 3ns - 40ns (FWHM)
帧率 高达 500 帧/秒 高达 500 帧/秒 高达 1,000,000 帧/秒 高达 1,000,000 帧/秒
光子增益

S20:14800,S25:30000
GaAs:40000,GaAsp:20000

S20:14800,S25:30000
GaAs:40000,GaAsp:20000
S20:40000,S25:30000
GaAs:30000,GaAsp:50000
S20:40000,S25:30000
GaAs:30000,GaAsp:50000

 

 

 

显微镜相机

相机类别 分辨率 像素大小 每秒传输帧数 波长 注意
显微镜 TE 冷却 USB3.0 CCD 相机 1.5MP  12MP 6.45um  3.1um ~30FPS 380nm - 650nm 红外截止滤光片
显微镜USB3.0CCD相机 1.5MP  12MP 6.45um  3.1um ~30FPS 380nm - 650nm 红外截止滤光片
大幅面TE冷却USB3.0CMOS摄像头 24MP and 61MP 5.94um and 3.76um 高达 190FPS 380nm -650nm 紫外线扩展可用
TE-冷却USB3.0 CMOS相机 10MP  45MP 4.63um  2.31um 高达 96FPS 380nm - 650nm 红外截止滤光片
带外部触发器的 TE-冷却 USB3.0 CMOS 相机 0.5MP / 0.5MP 6.9um / 9um 20FPS 380nm - 650nm
外部触发器
显微镜USB3.0 CMOS相机 0.5MP  45MP
6.9um  1.55um 高达 520FPS 380nm - 650nm 红外截止滤光片
显微镜USB3.0 CMOS相机紫外增强型 1.3MP  10MP 9.7um  4.6um 高达 86FPS 200nm -1100nm  
显微镜USB3.0 CMOS相机附ISP 1.5MP  45MP
3.4um  1.2um 高达 165FPS 380nm - 650nm 红外截止滤光片 / ISP
目镜USB3.0 CMOS相机 5MP 2um 30FPS 380nm - 650nm 红外截止滤光片
HDMI彩色CMOS相机 2MP  8MP   60FPS 380 - 1100nm
 
UV和NIR增强型CMOS相机 4.2/8MP,  2.1/4.1MP
  高达 200FPS 200-1100nm 紫外或近红外增强

 

科学相机

类型 型号 波长 传感器类型 分辨率 像素大小 帧率 QE
X射线 sCMOS相机  XF95 80-1000eV BSI sCMOS 2048 x 2048 22.5um or 13.3um  48 ~100% 全范围
XUV/VUV相机  maxCam 1-300nm  BSI/FSI CCD  1024 x 255 26um   参考手册
高速sCMOS相机 Dhyana 2100 200-1100nm FSI CMOS /单声道 5220(水平) x 4096(垂直) 4.5um x 4.5um 450fps@8bit 63%@520nm
Dhyana 9KTDI 200-1100nm BSI sCMOS TDI/单声道 9072 5um x 5um 510kHZ@8bit 82%@550nm,
冷却高灵敏度sCMOS相机 95V2 200-1100nm BSI sCMOS/单声道 2048(水平) x 2048(垂直) 11μm x 11μm 48fps@12bit 标准位 95%@560nm
400BSI V2 200-1100nm BSI sCMOS 2048(水平) x 2048(垂直) 6.5μm x 6.5μm 74fps@CL, 40fps@USB3.0 95%@600nm
400BSI V3 200-1100nm BSI sCMOS 2048(水平) x 2048(垂直) 6.5μm x 6.5μm 100fps@CL, 40fps@USB3.0 95%@600nm
400D 200-1100nm FSI   sCMOS/单声道 2048(水平) x 2040(垂直) 6.5μm x 6.5μm 35fps@16bit 72%@595nm
400DC 200-1100nm FSI   sCMOS/彩色r 2048(水平) x 2044(垂直) 6.5μm x 6.5μm 22fps@8bit, 16fps@16bit  
大传感器 sCMOS 相机 6060BSI 200-1100nm BSI sCMOS/单声道 6144(水平) x 6144(V) 10μm x 10μm 26.4fps@12-bit 标准位 95%@580nm
4040BSI 200-1100nm 4096(水平) x   4096(垂直) 9μm x 9μm 16.5fps@CL, 9.7fps@USB3.0 90%@550nm
6060FSI 200-1100nm FSI sCMOS/单声道 6144(水平) x   6144(垂直)
10μm x 10μm 44fps@12-bit标准位 72%@550nm
4040FSI 200-1100nm 4096(水平) x   4096(垂直) 9μm x 9μm 16.5fps@CL, 9.7fps@USB3.0 74%@600nm
紧凑型工业 sCMOS相机 401D   200-1100nm FSI sCMOS/单声道 2048(水平) x 2048(垂直) 6.5μm x 6.5μm 40fps@16bit, 45fps@8bit 72%@595nm
401A-G 200-1100nm 2048(水平) x 2048(垂直) 11μm x 11μm   58%@600nm
401A-U 200-1100nm 2048(水平) x 2048(垂直) 11μm x 11μm   58%@600nm
201D 200-1100nm 2048(水平) x 1152(垂直) 6.5μm x 6.5μm 70fps@16bit, 80fps@8bit 72%@595nm

 

短波、中波、长波红外相机

产品 光谱范围 分辨率 冷却 特征
短波红外相机 400-1700nm 1.3MP, 0.3MP 未冷却   
中红外相机 中红外探测器 3.7um  4.8um
0.08MP, 0.3MP,1.5MP 冷却  
中红外摄像机 3.7um  4.8um 0.08MP, 0.3MP,1.5MP 冷却  
双波段探测器 3.7  4.8um|7.7  9.5um
320*256px  冷却  
长波红外相机 冷却 LWIR 探测器 7.7um  9.4um
0.08MP, 0.3MP 冷却  
冷却 LWIR 相机 7.7um  9.4um 0.3MP 冷却  
长波红外热像仪  14um 0.08MP, 0.3MP,1.5MP 未冷却 广泛的温度范围
用于皮肤筛查的热像仪  14um 320*256px  未冷却 体温
手机热像仪  14um 256*192px 未冷却 智能手机用
紧凑型热像仪  14um 0.08MP, 0.3MP 未冷却 对于闭路电视,无人机

 


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HiCATT-18
High-speed Image Intensifier, 18mm input diameter, input window thickness 5.5mm
4-6 Weeks Request for quote
HiCATT-25
High-speed Image Intensifier, 25mm input diameter, input window thickness 6mm
4-6 Weeks Request for quote

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