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Marana-X

Andor marana-X

 

背面照射型sCMOS 軟X線カメラ [高速・直接検出型]

 

Andor社(英国)の「Marana-X」は、EUVや軟X線の直接測定に適したANDOR社の画期的なsCMOSカメラです。

軟X線トモグラフィからハイパースペクトルイメージングまで、感度・速度・解像度・視野を兼ね備えており、最も要求の厳しいイメージングや分光学的な課題にも対応します。

4.2メガピクセルの高解像度アレイを50ミリ秒以下で読出し、低ノイズを維持しながら、同程度の解像度のCCD検出器の数百倍の速度を実現しました。

 

 

ピークQE99%・最小ノイズ

 

EUV-1 keVのエネルギー領域で優れた量子効率 ▶

 

真空冷却 -45℃

 

高解像度420万画素

 

世界唯一の非コーティング背面照射型sCMOS

 

高ダイナミックレンジ 16Bit ▶

 

拡張ダイナミックレンジ

 

空冷・水冷を標準搭載

 

99.7%のリニアリティ

 

ハイスピードモード(最大74fps @フルフレーム)

 

超高速分光法に対応

 

 

< アプリケーション >


  ・ 直接X線撮影
  ・ トモグラフィ
  ・ 分光法
  ・ EUVタイコグラフィ
・ ハイパースペクトルイメージング
・ HHG(高次高調波発生)ソースの特性評価
・ EUV(極端紫外線)リソグラフィ

 

 

< Marana-X 仕様表>


 

 仕様 *1

Marana-X 4.2B-6

 センサー 裏面照射型 Scientific CMOS
 有効画素数 (W x H) 2048×2048 (約420万画素)
 画素サイズ (W x H) 6.5×6.5 μm
 有効素子サイズ 13.3×13.3mm (対角:18.8 mm)
 読出モード ローリングシャッター
 ピクセル読出レート 310 MHz (Fast High DynamicRange Mode, 16bit)
180 MHz (Low Nosie Mode, 12bit)
 ピーク量子効率 *2 最大99%
 読出ノイズ(median) *3 1.6 e- (Fast High DynamicRange Mode, 16bit)
1.2 e- (Low Nosie Mode, 12bit)
 冷却温度 *4  空冷 -25 ℃ (@ 環境温度:30℃)
 水冷 -45 ℃ (@ 水温:16℃)
 暗電流  空冷(@-25℃) 0.15 e-/pixel/s
 水冷(@-45℃) 0.10 e-/pixel/s
 ピクセルウェル深度 (有効エリア) 55000e-(Fast High DynamicRange Mode, 16bit)/
1800 e-(Low Nosie Mode, 12bit, bit depth limited)
 ダイナミックレンジ 34,000:1(Fast High DynamicRange Mode, 16bit)
 フレームレート  フルフレーム USB3.0:43fps (12bit, Low Noise) / 40 fps (16bit)
CoaXPress:44fps (12bit, Low Noise) / 74 fps (16bit)
 ROI
(128x128)
USB3.0:686fps (12bit, Low Noise) / 1165 fps (16bit)
CoaXPress:687fps (12bit, Low Noise) / 1166 fps (16bit)
 データレンジ 16-bit (Fast High Dynamic Range mode)
12-bit (Low Noise mode)
 リニアリティ *5 >99.7 %
 Photon Response Non Uniformity <0.5 % (@ half-light range)
 関心領域 (ROI) User-definable, 1 pixel granularity, min. size 9 (w) x 1 (h)
 ROI (Pre-defined) 1608 x 1608, 1200 x 1200, 1024 x 1024, 512 x 512, 128 x 128
 ピクセルビニング (on FPGA) 2 x 2, 3 x 3, 4 x 4, 8 x 8 (user-definable binning also available)
 I/O O: Fire Row 1, Fire Row n, Fire All, Fire Any, Arm
I: External
 真空圧力範囲 >10-8 Millibar
 トリガーモード Internal, External, External Start, External Exposure, Software
 ソフトウェア露光イベント *6 Start exposure - End exposure (row 1), Start exposure - End exposure (row n)
 ハードウェアタイムスタンプ精度 25 ns
 PCインターフェース USB 3.0 *7 and CoaXPress
 マウントフランジ DN100CF (ConFlat) 6” O.D. fixed flange available with M8 or 5/16 UNC threaded holes
 動作環境温度 0℃ ~ +30℃
 保管環境温度 -10℃ ~ 50℃
 湿度 70%以下 (結露しないこと)
 消費電力 typical 40 - 46 W / max 114 W
 カメラサイズ 103.0×102.8×163.6 mm, Φ151.6
 カメラ重量 約 5.4 kg

*1 : 数値は標準的な仕様で、変更する可能性があります。
*2 : 量子効率はセンサーメーカーの提供によるものです。
*3 : 読出しノイズは0℃で測定したものです(Marana-X 4.2B-6)。
*4 : 冷媒温度は露点以上であること。
*5 : リニアリティは、フルダイナミックレンジにわたって、シグナル対露光時間のプロットから測定されます。
*6 : Software Exposure Events は、取り込みの開始と終了をソフトウェアで迅速に通知します(SDKのみ)。
*7 : AndorはUSB 3.0 カードとケーブルを提供し、最適なパフォーマンスを確保するにはこれらを使用することを推奨します。

 

 

< フレームレート> Imagingモード


 

 ROI Size
(W×H)
最大フレームレート (fps)  ROI area
(of sensor)
USB 3.0 CoaXPress
16-bit 12-bit
(Low Noise)
16-bit 12-bit
(Low Noise)
 2048×2048 40 43 74 44  13.3×13.3 mm
 1400×1400 85 63 108 64  9.1×9.1 mm
 1200×1200 116 74 126 74  7.8×7.8 mm
 1024×1024 148 87 148 87  6.7×6.7 mm
 512×512 295 174 295 174  3.3×3.3 mm
 256×256 587 346 587 346  1.7×1.7 mm
 128×128 1165 686 1166 687  0.8×0.8 mm

 

Multi-track / Spectroscopyモードのフレームレートはこちら ▶

 

 

 

優れた量子効率

 

新しいMarana-X sCMOSは、従来のCCDと比較してEUV-1 keVのエネルギー領域で優れた量子効率を発揮します。
Marana-Xの優れた量子効率は、最先端の科学用CMOS技術を補完するものであり、実験時間を最小限に抑え、フルフレームで74fpsの高速データスループットを実現しています。

 

 

 

高ダイナミックレンジ 16bit / 拡張ダイナミックレンジ

 

大きなピクセルウェル深度とオンチップのマルチアンプ設計により、ノイズフロアから飽和限界まで同時に1枚の画像で捉えることができます。
広いダイナミックレンジは99.7%以上のリニアリティを持ち、すべての信号範囲で定量的な計測精度を実現します。この機能は広範囲に渡る天体等級のライトカーブ観測に最適です。
Marana-X 4.2B-6.では高速画像積算により、ダイナミックレンジ188,280:1それに伴う有効ピクセルウェル深度1,650,000e- に30フレームで達します。最大では、わずか0.4秒で30フレームを積算し2fpsを超えるフレームレートを実現します。

 

 

 

軟X線吸収分光法

 

軟X線領域での量子効率に優れているため、高調波を発生させるフェムト秒XANES実験に最適です。
Marana-Xの高いフレームレートは、最新の高反復率パルスをフレーム間でマッチさせ、データ収集を最大化し、実験のダウンタイムを最小限に抑えます。

 

 

 

ハイパースペクトル

   
Marana-Xは、高速で高ダイナミックレンジのスペクトルイメージングにも最適です。
 
例えば、10個のスペクトルトラックを約1500fpsで取得することや、最大25,000fpsの単一のスペクトルを取得することができます。

 

 

 

Andor社 高感度カメラ(sCMOSカメラ/ラージフォーマット冷却CCD/X線カメラ)


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