3000-Pixel-Zeilenkamera, Modell RA-LSC-0526
Entwicklung und Bau der Zeilenkamera RA-LSC-0526 wurden im Dezember 2018 abgeschlossen. Die RA-LSC-0526 ist eine monochrome Kamera mit 3000 Pixeln und elektronischem Verschluss. Sie arbeitet mit 325 Hz, ist hochempfindlich und eignet sich für die Spektroskopie. Spektrale Empfindlichkeit, technische Parameter und vollständige Spezifikationen finden Sie weiter unten auf dieser Seite.
Auswahlhilfe
Spektroskopie schwacher Signale im sichtbaren und nahinfraroten Bereich, mit langen Belichtungszeiten
Wer schwaches Licht misst, muss es vor allem lange sammeln können. Bei der RA-LSC-0526 lässt sich die Belichtung beliebig zwischen 1 μs und 35.5 Minuten einstellen, und ihre Pixel messen 7 μm × 200 μm. Der lineare CCD hat 3000 Pixel über 21.0 mm und deckt 400 bis 900 nm ab. Ein 16-Bit-ADC wandelt das Signal; der Dynamikbereich beträgt 320:1, die Zeilenrate 325 Zeilen/s und die maximale Pixelfrequenz 1 MHz.
- Sensor
- Linearer CCD-Array
- Effektive Pixel
- 1 × 3000
- Pixelgröße
- 7 μm × 200 μm
- Aktive Länge
- 21.0 mm
- Zeilenrate
- 325.0 Hz
- Spektralbereich
- 400 nm bis 900 nm
- Dynamikbereich
- 320
- ADC-Auflösung
- 16 Bit
- Minimale Belichtungszeit
- 1 μs
- Maximale Belichtungszeit
- 35.5 min
3000 Pixel über 21.0 mm bedeuten, dass das Spektrum an sehr dicht liegenden Punkten abgetastet wird. Wird das gesamte Band von 500 nm über den Sensor verteilt, erfasst jedes Pixel etwa 0.17 nm. Die Pixelhöhe von 200 μm erfasst das Spaltbild über seine volle Höhe.
Bei sehr wenig Licht, etwa bei schwacher Lumineszenz, können Sie bis zu 35.5 Minuten belichten, um genügend Signal aufzubauen. Jedes Pixel hat eine Fläche von 1400 μm² und sammelt in derselben Zeit etwa 29-mal so viel Ladung wie ein quadratisches 7-μm-Pixel.
Raman- und Fluoreszenzsignale sind schwach, und die Peaks liegen dicht beieinander. Mit einem Raster von 7 μm erfasst jedes Pixel etwa 0.17 nm, sodass benachbarte Peaks getrennt bleiben. Der 16-Bit-ADC erfasst ihre relativen Intensitäten in feinen Stufen.
Schwingt die Laserlinie oder der Laserpunkt vertikal, hält die Pixelhöhe von 200 μm ihn auf dem Sensor. Die Schwerpunktberechnung des Profils im Raster von 7 μm liefert die Position mit Subpixel-Genauigkeit. Bei 325 Zeilen/s erhalten Sie alle 3.1 ms einen neuen Messwert.
Die Intensitätsverteilung eines Strahls oder einer Linienquelle wird an 3000 Punkten über 21.0 mm erfasst. Bei hellen Quellen verhindern der elektronische Verschluss und seine minimale Belichtungszeit von 1 μs eine Sättigung des Sensors. Optik wechseln oder Filter hinzufügen ist nicht nötig.
Ein Raster von 7 μm bedeutet viele Abtastwerte pro Millimeter Spektrum, und eine Höhe von 200 μm bedeutet, dass kein Spaltlicht verloren geht. Sie erhalten spektrale Auflösung und Empfindlichkeit zugleich. Die Belichtung reicht in Schritten von 1 μs von 1 μs bis 35.5 Minuten – mehr als neun Größenordnungen. In der Praxis messen Sie sehr helle und sehr schwache Proben mit demselben Aufbau. Gain (64 Stufen) und Offset (±512 Stufen) platzieren das Signal im optimalen Teil des 16-Bit-Wandlerbereichs. Der Dynamikbereich von 320:1 setzt die Obergrenze für das Signal-Rausch-Verhältnis pro Zeile. Bei 325 Zeilen/s erhalten Sie alle 3.1 ms ein vollständiges Spektrum.
Ihr Spektrometer oder Objektiv muss das Spektrum bzw. das Linienbild auf den 21.0-mm-Sensor abbilden. Mit einem Objektiv ergibt sich die Brennweite näherungsweise aus Arbeitsabstand × 21.0 mm ÷ Sichtfeldbreite. Die Zeilenperiode beträgt etwa 3.1 ms, die Belichtung kann jedoch bis auf 1 μs verkürzt werden. Bei schwachen Signalen senken Sie die Zeilenrate und verlängern die Belichtung auf bis zu 35.5 Minuten. Die Version -I umfasst ein FPGA, Gain- und Offset-Einstellung, einen 16-Bit-ADC, USB mit 480 Mbit/s, einen Analogausgang und integrierten RAM, mit einem Jitter in der Größenordnung von 6.3 ns.
| Parameter der USB-Zeilenkamera RA-LSC-0526 | Spezifikation |
|---|---|
| Sensor | Linearer CCD-Array |
| Pixelgröße | 7 μm x 200 μm |
| Pixelabstand | 7 μm |
| Zeilenbreite | 200 μm |
| Effektive Pixel | 1X3000 |
| Aktive Länge | 21.0 mm |
| Spektralbereich | 400 nm bis 900 nm |
| Max. Pixelfrequenz | 1 MHz |
| Dynamikbereich | 320 |
| PGA-Verstärkungsauflösung | 6 V/V – 64 Stufen |
| Auflösung des programmierbaren Offsets | 300 mV – 512 Stufen ± |
| Leistungsaufnahme | 1.5 W |
| Externe Versorgung | Nicht erforderlich |
| Betriebstemperaturbereich | −10 bis +60 °C |
| Betriebssysteme | Windows 64-Bit und Linux |
| Kommunikationsschnittstelle | USB2.0-Schnittstelle |
| Mehrere Kameras | Unterstützt |
| Gerätetreiber | Ja |
| Beispielcode | Matlab,LabView,C++,C#,VB.Net,Python |
| Leitfaden zur Kameraauswahl | RA-LSC-0526-I |
|---|---|
| Prozessor | FPGA |
| Gain-Einstellung | ✓ |
| Offset-Einstellung | ✓ |
| ADC-Auflösung | 16 Bit |
| USB-Geschwindigkeit | 480Mbit/S |
| Analogausgang | ✓ |
| Integrierter RAM | ✓ |
| Jitter | < 6.3 ns |
| Belichtung min. | 1 μs |
| Belichtung max. | 35.5 min |
| Belichtungsauflösung | 1 μs |
| Zeilenrate | 325.0 Hz |
| Betriebstemperaturbereich | −10 bis +60 °C |
| Verfügbarkeit | 3 Tage nach Bestellung |