當(dāng)人類利用CCD、EMCCD、sCMOS等多種高靈敏光電成像技術(shù)向微觀、弱光科學(xué)成像發(fā)起挑戰(zhàn)的時候，模擬世界里的不安分因素----"噪聲"漸漸成為人們前進(jìn)的巨大障礙。如何將光子信號從噪聲中提取出來，開發(fā)出具有卓越信號噪聲比的科學(xué)相機(jī)一直是整個科學(xué)界津津樂道的話題。

?2017年11月9日，鑫圖光電正式對外宣布，已成功創(chuàng)造出一款超級信噪比科學(xué)相機(jī)Dhyana 400BSI。

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實驗數(shù)據(jù)解析超級信噪比的現(xiàn)實意義

在目前火熱的超高分辨率顯微成像研究中，打破分辨率極限是核心問題。我們采用分光比為1:1的STORM超高分辨率成像系統(tǒng)做了一組生物樣品的比較試驗，曝光時間為10毫秒，分別采集10000張圖像重建，進(jìn)行半峰寬（分辨率極限）的統(tǒng)計分析。

圖（a）和（b）為采用Dhyana400BSI得到的超分辨結(jié)果；

圖（c）和（d）為典型的82%QE的第三代sCMOS相機(jī)得到的超分辨結(jié)果；

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半高全寬（FWHM）越小，表示分辨率越高。從圖中可以看出，在STORM超分辨成像中，Dhyana400BSI分辨率達(dá)到了40納米，而第三代sCMOS相機(jī)只能達(dá)到47納米分辨率。Dhyana400BSI將STORM超高分辨率顯微鏡的分辨能力推進(jìn)了7納米！因此，400BSI更優(yōu)的信噪比就能大幅提升弱光信號的定位精度和分辨力水平。

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超級信噪比是如何實現(xiàn)的？

就Dhyana400BSI相機(jī)為何能實現(xiàn)超級信噪比的問題，鑫圖科學(xué)相機(jī)事業(yè)部產(chǎn)品經(jīng)理趙澤宇博士透露：“我們采用三種創(chuàng)新的核心技術(shù)。首先，由鑫圖率先引入的背照式sCMOS技術(shù)創(chuàng)造了95%量子效率，使光子到電子的效率轉(zhuǎn)較前一代產(chǎn)品提升了15%；其次，我們找到了sCMOS芯片內(nèi)源性的噪聲的相關(guān)雙采樣辦法，將讀出噪聲水平下降了30%；更重要的是，對嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)成像，我們并未采用會引入量化噪聲的2D降噪算法，而是創(chuàng)新地通過一系列信號增強(qiáng)算法將信號強(qiáng)度提升了75%。三種創(chuàng)新技術(shù)的結(jié)合，就誕生了具有超級信噪比的Dhyana 400BSI（簡稱400BSI）。

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下圖為微球熒光成像的實驗和數(shù)據(jù)結(jié)果，顯示了通過創(chuàng)新的信號增強(qiáng)算法，在不引入量化噪聲情況下，信噪比就獲得了75%的提升。

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福州鑫圖光電有限公司是中國最早從事sCMOS相機(jī)開發(fā)的公司，Dhyana系列是中國開發(fā)的為數(shù)不多的世界領(lǐng)先科技之一, 在生命科學(xué)、化學(xué)實驗室、空間物理、天文觀測等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。此次發(fā)布的 400BSI，集合了鑫圖近年來在sCMOS技術(shù)開發(fā)上的眾多優(yōu)秀成果，在靈敏度、分辨率和速度等三個核心指標(biāo)上均實現(xiàn)了對現(xiàn)有背照式sCMOS科學(xué)相機(jī)的全面超越，將全面助力中國前沿科學(xué)研究不斷發(fā)展進(jìn)步！