Andor iXon ULTRA背照式电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）相机规格说明书
在现代科研领域，对微弱光信号的捕捉能力直接决定了实验观测的精度与深度。iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机作为 Andor Technology（牛津仪器旗下）推出的高端科研级设备，凭借单光子级灵敏度与高速成像性能的完美融合，成为弱光成像领域的标杆产品。这两款 iXon Ultra888 Ultra和897 EMCCD相机专为物理科学与生命科学研究设计，既满足大视场观测需求，又能实现动态过程的高时间分辨率记录，为前沿科研提供了强大的技术支撑。
产品定位与适用领域
iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机定位于高端科研级成像设备，核心优势在于将单光子灵敏度与高速数据采集能力相结合，解决了传统成像设备在弱光环境下 "灵敏度与速度不可兼得" 的技术难题。作为 Andor EMCCD 技术的巅峰之作，这两款相机延续了 iXon 系列在定量稳定性与可靠性方面的卓越表现，通过 UltraVac™真空制冷技术和 EX2 增强量子效率涂层等创新设计，成为需要捕捉极微弱、快速变化信号场景的首选设备。
在适用领域上，iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机的应用范围横跨多个前沿科研领域。在生命科学领域，其单光子检测能力使其成为单分子荧光成像、超分辨显微镜（如 SRRF-Stream 实时成像）和活细胞动态观测的理想工具，能在降低光毒性的同时捕捉细胞内微弱的荧光信号；在天文观测中，大视场型号可克服大气湍流影响，捕捉太阳色球层等天体的细微结构；而在量子物理研究中，低噪声特性则为量子纠缠现象的观测提供了精确的光子计数能力。此外，材料科学中的阴极发光成像、高能物理中的粒子探测等场景也能充分发挥该系列相机的技术优势。
iXon Ultra897
核心指标参数解析
iXon Ultra888 与 Ultra897 虽同属一个系列，但在参数设计上各有侧重，分别针对不同的科研需求优化：
| 参数 | iXon Ultra888 | iXon Ultra897 |
|---|---|---|
| 传感器量子效率选项 |
#BV：背照式，标准增透膜 UVB：背照式，标准增透膜 + 额外发光涂层 EXF：背照式，双增透膜 + 条纹抑制 #BB：背照式，蓝光优化增透膜 |
同 iXon Ultra888的传感器量子效率选项 |
| 条纹抑制 | 仅 EXF 传感器选项支持 | 仅 EXF 传感器选项支持 |
| 有效像素 | 1024×1024 | 512×512 |
| 像素尺寸 | 13×13μm | 16×16μm |
| 成像区域 | 13.3×13.3 mm，填充因子 100% | 8.2×8.2 mm，填充因子 100% |
|
像素读出速率-最低温度 （风冷，环境温度 20℃）-冷却器液冷 （冷却液 10℃，流速＞0.75 L/min） |
10 MHz：-80℃；30 MHz：-60℃ 10 MHz：-95℃；30 MHz：-75℃ |
10 MHz：-80℃；17 MHz：-80℃ 10 MHz：-100℃；17 MHz：-100℃ |
| 温控精度 | ±0.01℃ | ±0.01℃ |
| 触发方式 | 内部、外部、外部启动、外部曝光、软件触发 | 内部、外部、外部启动、外部曝光、软件触发 |
| 系统窗口类型 |
#BV：紫外级熔融石英，宽带可见-近红外，0.5° 楔形 UVB、EXF：紫外级熔融石英，宽带真空紫外-近红外，0.5° 楔形 #BB：紫外级熔融石英，宽带真空紫外-近红外，0.5° 楔形 |
同 iXon Ultra888的系统窗口类型 |
| 缺陷规格 | 传感器供应商提供 1 级传感器；相机缺陷符合 Andor A 级标准 |
传感器供应商提供 1 级传感器； 相机缺陷符合 Andor A 级标准 |
| 数字化位数 | 16 位（全速率下） | 16 位（全速率下） |
| 电脑接口 | USB 3.0、USB 2.0 | USB 2.0 |
| 镜头接口 | C 接口 | C 接口 |
| 直接数据访问 | Camera Link 3 抽头输出 | Camera Link 3 抽头输出 |
高级性能规格
| 参数 | iXon Ultra888 | iXon Ultra897 |
|---|---|---|
| 暗电流与背景事件（注 4、5） | ||
| 暗电流（e⁻/ 像素 / 秒，-80℃） | 0.00025、0.00011 | 0.00030 |
| 暗电流（e⁻/ 像素 / 秒，最大冷却） | 0.00015 | - |
| 杂散背景（事件 / 像素，1000倍增益 /-85℃） | 0.005 | 0.0018 |
| 有效区域像素阱深 | 80,000 e⁻ | 180,000 e⁻ |
| 增益寄存器像素阱深（注 6、7） | 730,000 e⁻ | 800,000 e⁻ |
| 像素读出速率 |
EM 放大器：30、20、10、1 MHz 常规放大器：1、0.1 MHz |
EM 放大器：17、10、5、1 MHz 常规放大器：3、1、0.08 MHz |
| 读出噪声（e⁻）（注 7）- 无电子倍增-有电子倍增 |
30 MHz：130； 20 MHz：80； 10 MHz：40； 1 MHz：12（EM 放大器）； 1 MHz：6； 0.1 MHz：3.5（常规放大器） 所有速率下均＜1（仅EM放大器） |
17 MHz：89； 10 MHz：65；5 MHz：37； 1 MHz：15（EM 放大器）； 3 MHz：9.6；1 MHz：5.3； 0.08 MHz：2.7（常规放大器） 所有速率下均＜1（仅EM放大器） |
| 线性绝对电子倍增增益 |
1-1000倍 （通过 RealGain™实现，所有冷却温度下校准稳定） |
1-1000倍 （通过 RealGain™实现，所有冷却温度下校准稳定） |
| 线性度（注 8） | 优于 99.9% | 优于 99.9% |
| 垂直时钟速度 | 0.6-4.33 μs（用户可选） | 0.3-3.33 μs（用户可选） |
| 时间戳精度 | 10 ns | 10 ns |
| 全新SRRF-Stream + 模式 | 可选 | 可选 |
两款 iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机均采用背照式 EMCCD 传感器，通过电子倍增技术实现单光子级灵敏度，量子效率超过 95% 的特性确保了对微弱光信号的高效捕捉。深度制冷技术是其核心优势之一，Ultra888 制冷至 - 95℃，Ultra897 更可达 - 100℃，大幅降低暗电流干扰，使长时间曝光下的噪声水平维持在极低状态。
在速度性能上，iXon Ultra888 通过 30MHz 超频读出实现 26fps 全帧速率，而 Ultra897 以 17MHz 读出达到 56fps，配合独特的 "光学裁剪模式"，可对感兴趣区域（ROI）进行高速成像，如 Ultra888 在 128×128 子区域下帧率可达 670fps，满足动态过程观测需求。值得注意的是，两款相机均保持了优异的定量稳定性，通过 RealGain™技术实现线性增益控制，确保数据的科学性与可重复性。
典型应用场景分析
iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机的技术参数与其应用场景形成精准匹配，展现出强大的科研适配性。在活细胞超分辨成像中，Ultra897 的 56fps 高帧率与＜1e⁻的读出噪声完美结合，配合 SRRF-Stream 技术，可在低激发光强度下实现实时超分辨成像，既避免了荧光分子的快速漂白，又捕捉到细胞器动态运动的细节，特别适合 GFP 等常规荧光蛋白标记的活细胞观测。
天文观测领域更依赖 iXon Ultra888 的大视场优势，1024×1024 的传感器尺寸提供 18.8mm 对角线视场，配合 26fps 的全帧速率，能够在大气湍流条件下快速采集多帧图像用于后期叠加处理，有效提升太阳色球层磁场结构等细微天体特征的成像质量。其 USB 3.0 接口确保了高速数据传输，避免了长曝光观测中的数据瓶颈问题。
在量子纠缠实验中，两款 iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机的单光子灵敏度与低乱真背景（CIC）特性至关重要。Ultra897 仅 0.0018 事件 / 像素的乱真背景水平，可精确区分真实光子信号与噪声，配合 Count Convert 功能实现光子数定量统计，为量子态测量提供可靠数据支撑。而在单分子追踪中，Ultra888 的大像素阱深（80,000 e⁻）可减少信号饱和，同时高帧率确保捕捉分子运动轨迹的连续性。
产品优势与实用价值
iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机的核心优势体现在 "灵敏度 - 速度 - 可靠性" 的三维平衡上。与传统 CCD 相机相比，其 EMCCD 技术在保持高量子效率的同时，通过电子倍增避开读出噪声限制，使微弱信号检测效率提升 1-2 个数量级；相较于 sCMOS 相机，在低光条件下的噪声性能更优，尤其适合单光子级别的极弱信号观测。
硬件创新方面，UltraVac™真空封装技术不仅保障了深度制冷效果，更获得七年质保承诺，体现了产品的可靠性。EX2 双抗反射涂层进一步扩展了光谱响应范围，而可选的 fringe suppression 技术则降低了近红外波段的干涉效应，增强了多波长成像的灵活性。软件层面，OptAcquire™一键优化功能使非专业用户也能快速配置相机参数，EMCAL™专利校准技术则确保了长期使用中的增益稳定性。
从实用价值看，iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机为科研人员带来了多维度提升：在实验设计上，低光毒性特性延长了活细胞观测时间；在数据质量上，高灵敏度与低噪声降低了实验重复次数；在研究深度上，单光子分辨率推动了单分子机制、量子现象等前沿领域的探索边界。Andor 作为 EMCCD 技术的开拓者，其 iXon 系列多年来保持着极低的故障率，为实验室提供了稳定可靠的成像解决方案，这也是 iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机在科研界获得广泛认可的重要原因。
作为高端科研成像设备的代表，iXon Ultra888 Ultra897 EMCCD相机通过持续的技术创新，重新定义了弱光成像的性能标准。无论是生命科学中的动态观测、天文学的深空探测，还是量子物理的精密测量，这两款相机都以其卓越的灵敏度、速度与可靠性，成为推动科研突破的关键工具，持续为全球科研人员提供高质量的成像支持。
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