【导读】长光辰芯与鑫图光电联合发布革命性GSENSE6504BSI sCMOS传感器及Aries 6504科学相机，以0.43e⁻读出噪声与单光子探测能力，打破国际垄断。该方案在-30℃下暗电流低至0.004e⁻/p/s，为活体成像、天文观测等极弱光场景提供国产化终极解决方案。
长光辰芯与鑫图光电联合发布革命性GSENSE6504BSI sCMOS传感器及Aries 6504科学相机，以0.43e⁻读出噪声与单光子探测能力，打破国际垄断。该方案在-30℃下暗电流低至0.004e⁻/p/s，为活体成像、天文观测等极弱光场景提供国产化终极解决方案。
技术难点与颠覆性方案
难点一：弱光场景的信噪比崩塌
传统sCMOS在平均2光子/像素下信噪比＜1，无法分辨有效信号。
联合创新方案：
采用背照式像素架构+噪声抑制算法，读出噪声降至0.43e⁻ rms（较前代降75%），实现单光子级信噪分离。
难点二：长时间曝光的暗电流干扰
天文观测中，竞品-20℃暗电流＞0.07e⁻/p/s，淹没微弱星体信号。
联合创新方案：
创新深阱隔离工艺，配合鑫图三级热电制冷技术（-45℃），暗电流较前代降低17倍至0.004e⁻/p/s。
核心作用
▶ 单光子定量分析：0.28e⁻ Mode噪声实现光子计数级精度
▶ 高速动态捕获：帧频提升57%达300fps，捕捉毫秒级生物荧光
▶ 95%量子效率：450nm蓝光转化率超国际竞品5个百分点
产品关键竞争力
竞品对比分析
数据分析：中国方案在噪声控制（优于竞品20%）和暗电流抑制（达国际1/4）上实现反超，单光子探测能力为全球面阵sCMOS首创。
GSENSE2020BSI vs GSENSE6504BSI 核心指标比较
实际应用场景解读
1. 活体脑神经成像
捕捉小鼠脑部毫秒级钙离子荧光（平均1.2光子/像素），信噪比提升至8:1，助力阿尔茨海默症研究。
2. 深空暗物质观测
在-45℃深制冷下连续曝光24小时，暗电流累积仅0.1e⁻，探测到25等超暗弱星系。
3. 量子点单分子追踪
300fps帧频解析量子点运动轨迹，定位精度达0.1nm，推动纳米药物研发。
（a）
（b）
（c）
GSENSE6504BSI单光子探测实验：芯片温度为-20℃，获取100,000图像。
（a）噪声分布曲线；（b）计算不同噪声值的像素点数；（c）不同噪声像素点的单光子探测曲线
GSENSE6504BSI
GSENSE2020BSI
GENSE6504BSI vs. GSENSE2020BSI 暗电流随温度变化
技术支持和供货保障
▶ 开发支持：免费提供PhotonLab SDK，集成单光子分析算法库
▶ 量产能力：长春/厦门双基地产能，月交付200+相机，支持定制光学窗口
▶ 质保体系：科学级3年质保，关键参数终身校准服务
▶ 成本优势：国产化供应链使价格仅为国际竞品60%
结语
GSENSE6504BSI传感器与Aries 6504相机的协同创新，标志着中国在极弱光探测领域实现从“跟跑”到“领跑”的跃迁。据Nature Index统计，2023年中国贡献全球32%的高端成像论文，此方案将加速科研突破进程，重塑全球科学相机产业格局。
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