Andor C-RED 系列 NIR II/SWIR 相機產品介紹

第一：產品概述

Andor（牛津儀器集團旗下品牌）的 C-RED 相機系列基于銦鎵砷（InGaAs）傳感器技術，專為近紅外二區/短波紅外（NIR II/SWIR）成像光譜范圍內極具挑戰性的定量科學測量而優化。該系列將卓越的靈敏度與高速性能、寬動態范圍相結合，并覆蓋寬廣的視野范圍，具備出色的應用靈活性——無論是快速動態過程，還是需要長達數分鐘曝光的慢速過程，均可從容捕捉。目前 C-RED 系列 SWIR 相機為現貨供應，可隨時發貨。

該系列共包含三款核心型號：

• C-RED 2：高速低噪聲 NIR II/SWIR 相機，全幅幀速率可達 600 fps，兼具低噪聲與低暗電流；
• C-RED 2 Lite：緊湊型溫度穩定版 NIR II/SWIR 相機，適用于空間受限的應用場景；
• C-RED 2 ER：擴展波長范圍機型，靈敏度覆蓋延伸至 1.9 μm 與 2.2 μm。

第二：技術原理與生命科學應用領域

傳統 sCMOS 與 CCD 探測器在 NIR II 波段幾乎無響應，而基于 InGaAs 的探測器可在該波段提供高靈敏度，這構成了 C-RED 系列的核心技術優勢。頁面重點介紹了以下三大生命科學應用方向。

發育生物學

小動物研究對于發育中的機體以及腫瘤和其他疾病狀態的進展研究至關重要。利用 NIR II 成像窗口，可在不受可見光/紫外波段散射與吸收干擾的情況下，對較厚樣本內部的組織和器官進行成像。C-RED 系列針對厚樣本內的動態過程（如血流成像）以及較慢的過程（如器官發育或生長中腫瘤的微結構變化）進行了專門優化。

神經生理學

秀麗隱桿線蟲（C. elegans）和果蠅（Drosophila）是神經生理學研究的重要模型，但部分科學問題必須借助更大、更復雜的模型才能解答。傳統 UV/Vis 波段成像因散射和吸收而受限，將標記與波長轉移至 NIR II 窗口可有效解決這一問題，但常規探測器在該波段響應極弱甚至無響應，因此必須采用 InGaAs 等替代傳感器技術。C-RED 相機搭載最新一代 InGaAs 探測器，在整個 NIR II 窗口內提供高靈敏度，并兼具寬視野下的高速成像能力，適用于捕捉神經網絡的動態活動、觀察模式生物體內神經系統的發育過程等多種神經成像應用。

生物物理學

NIR II 成像可實現更深的組織穿透深度、更高的信背比與更優的時空分辨率，因而受到眾多致力于研究較厚組織、器官乃至整體動物模型的研究者關注。該領域需要開發結合特異性更強、亮度更高、生物毒性更低的新型 NIR II 標記物；另一個新興方向是 NIR II 窗口內單分子光敏劑的研發，以實現影像引導下的精準腫瘤消融。此類研究均涉及小分子乃至單分子尺度的測量，C-RED 系列正是為此類高難定量測量而設計，將 NIR II 區域的高靈敏度與低噪聲、高速度和高動態范圍集于一身。

第三：各型號核心亮點

C-RED 2 是一款具有突破性的高速低噪聲 NIR II/SWIR 相機，讀出噪聲低于 30 電子，暗電流低（低于 600 e?/像元/秒），幀速率高達 600 fps。

C-RED 2 ER 實現了擴展范圍 InGaAs 技術的突破，提供兩個子型號：C-RED 2 ER 1.9（響應范圍 1.1–1.9 μm）與 C-RED 2 ER 2.2（響應范圍 1.2–2.2 μm），幀速率同樣可達 600 fps。

C-RED 2 Lite 是面向空間受限應用的緊湊型 NIR II/SWIR 相機，采用溫度穩定設計與低噪聲架構以保證高靈敏度，幀速率高達 600 fps。其內置優化算法，可在不可避免的環境溫度波動下，長時間精確穩定傳感器溫度。

第四：核心技術特性

暗電流優化（Dark Optimization）?

生物發光及熒光素酶基因報告研究所涉及的微弱信號需要比熒光成像更長的曝光時間，此時暗電流（熱噪聲）取代讀出噪聲成為決定傳感器探測極限的主要噪聲源。C-RED 2 將專有的暗電流優化技術與深度制冷相結合，可根據曝光時長最大限度地抑制熱噪聲，從而在多種實驗條件下獲得最高信噪比。當曝光時間以數十秒乃至數分鐘計（而非毫秒級）時，C-RED 2 與 C-RED 2 ER 不僅優于其他 InGaAs 相機，亦可作為深冷 CCD 與 sCMOS 的可行替代方案。（注：暗電流優化功能不適用于 C-RED 2 ER。）

靈活制冷方案

C-RED 系列提供熱電風冷、水冷以及緊湊型溫度穩定格式等多種選擇，可精確穩定傳感器溫度，并在制冷性能與相機尺寸之間靈活匹配應用需求。C-RED 2 風冷可至 -15°C，適用于曝光較短、熱噪聲影響較小的場景；采用液冷可達 -40°C，可為受暗電流限制的長曝光應用實現最低熱噪聲；對于制冷要求不高或空間受限的場景，則可選用緊湊型的 C-RED 2 Lite。

16 位高動態范圍（HDR）?

許多相機雖標稱 16 位或寬動態范圍，但受配置所限實際無法真正實現，導致高信號區域飽和失真或低信號細節丟失——這在神經元等高場景內動態范圍應用中尤為棘手。C-RED 系列采用優秀的 HDR 模式，通過專利傳感器讀出方法將高低增益信號線性組合，實現 93.6 dB 動態范圍與真正的 16 位線性響應，在高達 600 fps 的全幅速度下，同時保留低信號與高信號區域的完整圖像細節且無飽和。（注：HDR 功能不適用于 C-RED 2 ER。）

高速 NIR II/SWIR 成像

該系列專為苛刻的高速應用而打造：全幅 600 fps 的幀速率（使用 ROI 區域讀出時更快）提供出色的時間分辨率；NIR II 范圍內高量子效率與低噪聲的結合，保證了高速下的靈敏度——這對于活體模型中本就光子匱乏的超短曝光至關重要；真正的全局快門配合短于 5 μs 的積分脈沖，可確保全視野內的時間精度，避免高速卷簾快門設計中的時間畸變。

第五：技術規格參數對比

基本參數

性能參數

第六步：選型建議與總結

綜合來看，若您的研究涉及 NIR II 窗口內的常規高靈敏高速成像、生物發光長曝光實驗或神經科學與發育生物學動態觀測，C-RED 2 憑借 23 e? 低讀出噪聲、310 e?/像元/秒 的低暗電流及暗電流優化技術是優秀選擇；若需將探測波段延伸至 1.9 μm 或 2.2 μm 以覆蓋更寬的紅外光譜研究，應選擇 C-RED 2 ER；若系統集成空間受限、制冷要求相對寬松，C-RED 2 Lite 則以緊湊形態提供了兼顧高靈敏度與 600 fps 高速性能的實用方案。三款型號均采用 640 × 512 陣列、15 μm 像元與全局快門設計，并統一配備 USB 3.1 Gen 1 與 Camera Link 雙接口，便于靈活集成。