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            近紅外二區成像解決方案
            來源: | 作者:visionsmart | 發布時間: 1359天前 | 4808 次瀏覽 | 分享到:

            近紅外二區成像簡介

            近紅外二區(NIR-II,1000~1700 nm)熒光成像是近年來發展起來的一種新型小動物活體成像技術,具有穿透深度大,空間分辨率高,成像速度快等優勢。結合紅外二區的生物熒光探針,該技術可應用于腫瘤成像、淋巴管與淋巴結成像、手術導航、藥理藥效評價等眾多研究。

            與傳統的可見光(400-700 nm)和近紅外一區(NIR-I, 700-1000 nm)熒光成像相比,光子在NIR-II表現出更高的穿透能力、更低的組織吸收和散射,具備更加明顯的光學成像優勢。

             

            近紅外二區成像研究對相機的要求

            首先,相機需要在近紅外二區波段內有較好的光電轉化效率。不同的熒光劑發光能量峰值不同,但大多近紅外二區熒光劑的發光波段都在1000-1500nm范圍內。這就要求拍攝的相機在這個波段內有良好的響應能力,同時這也是選擇銦鎵砷探測器的原因。 

             

            圖一 InGaAs相機短波紅外相機的QE曲線


            其次,要求相機可以滿足較長的曝光時間。由于多數熒光劑的發光強度并不高,且活體實驗信號強度較弱,導致相機較難捕捉到信號。為了克服較弱信號帶來的問題,需要適當增加曝光時間。在常規應用中,相機工作的曝光時間可能只在us或ms量級,但在近紅外二區成像的應用中,相機需設置的曝光時間通常會增加到幾百毫秒甚至幾秒,以此來保證微弱信號的獲取。但是隨著曝光時間的增加,暗電流也會隨之增大,影響成像質量。為了降低暗電流,提升圖像質量,也就引出了如下對相機的第三個要求。

            最后,相機要能達到較低的制冷溫度。在長曝光應用中,圖像噪聲主要由暗電流組成。如上所述,設置較長的曝光時間會增加暗電流的積累,如果暗電流積累的過大,會導致圖像背景噪聲增大,對圖像質量產生很大影響。為了減小暗電流需要為探測器配備制冷,降低芯片工作溫度。所以我們對相機的另一個要求就是配備多級制冷,以減小暗電流,從而保證和提升圖像質量。

            XenICs短波紅外相機介紹

            比利時Xenics公司是歐洲知名的紅外成像組件及系統提供商,產品涵蓋短波、中、長波紅外探測器、相機、紅外測溫系統等,其產品廣泛應用于高端科學研究、工業檢測、生物成像、安全防御等領域。

            本系統中采用的短波紅外相機模塊是Xenics為近紅外二區成像所設計的定制產品,它是一款高分辨率,且體積緊湊的短波紅外相機,并配備著專用TE3制冷型低噪聲InGaAs探測器,是專門針對長曝光時間應用所設計的產品。該產品在配備的銦鎵砷探測器在900-1700nm波段QE均值大于80%,曝光時間可達20s,制冷溫度可低至-50℃,滿足了近紅外二區成像對相機的三大要求。

            相機實物圖


            解決方案簡介

            近紅外二區成像系統組成包括:短波紅外相機、短波紅外鏡頭、小型水冷裝置、小型工控機、配套濾光片和線纜。其中我司自主研發的小型水冷裝置和小型工控機在保證相機制冷效率和圖像采集處理要求的同時,采用了輕量化和小型化的結構設計,更好地減小了整體成像系統的體積和重量,為平時科研使用和系統集成帶來了方便。如下圖片為展示實測圖像:


            熒光材料激發后成像




            活體成像實測結果



            近紅外二區小動物成像系統



            為何選擇本方案?

            1. 優秀的性能:核心短波紅外相機配備的TE3制冷能高標準的滿足大多近紅外二區成像應用長曝光時間的要求,其他配件均按高標準設計和選型;

            2. 高集成度成像系統:專注成像、一站配齊,解決全套成像需求和問題,系統即安即用;

            3. 小型輕量化設計:系統各模塊均按小型輕量化設計,保證性能的同時,體積小重量輕,便于使用和集成;

            4. 可獲取度高:產品供貨穩定;

            5. 可定制化高:核心配件自主研發,全套系統自主組裝,可根據客戶要求,對系統軟硬件進行調整。

            6. 方案成熟度高。



            如您對此方案感興趣或有任何問題歡迎隨時致電聯系!

            王經理,聯系電話13021973560。




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