qCMOS 相机是一种兼具低噪声和快速读出性能的超灵敏相机。qCMOS 相机将光转换为信号时产生的噪声低于光的最小单位光子产生的噪声，因而在世界上率先实现了光子数分辨成像，可以精确测量光子数量。 qCMOS 相机的最终量化成像有望在量子技术、天文学、半导体和生命科学等各个领域得到应用。

　1. 极低噪声性能

为了检测具有高信噪比的弱光，ORCAⓇ-Quest 2针对传感器从结构到电子元件的各个方面进行了设计和优化。相机开发以及定制传感器开发都采用最新的CMOS技术，实现了0.30电子的极低噪声性能。

平均每像素1个光子的图像(伪彩色)比较

曝光时间：200 ms LUT：最小值至最大值 比较面积：512像素 × 512像素

2. 实现光子数解析 (PNR) 输出

光是许多光子的集合。光子在传感器上转化为电子，这些电子被称为光电子。“光子数解析*”是一种通过对光电子计数来精确测量光的方法。为了计算这些光电子，相机噪声必须足够小于光电子信号量。传统的sCMOS相机可实现较小的读出噪声，但仍大于光电子信号，因此难以计算光电子。ORCA-Quest 2采用先进的相机技术，可对光电子进行计数，并提供0.30电子 rms(@Ultra 安静扫描)的超低读出噪声、温度和时间稳定性、单个校准以及每个像素值的实时校正。

*光子数解析是唯一的，与光子计数有很大不同(更精确地说，该方法解析光子的数量。然而，由于单光子计数代替单光电子计数已用于该领域的可比较方法，因此我们将使用术语“光子数解析”)。光电子概率分布的模拟数据(每个像素生成的光电子的平均数量：2个电子)

3. 背照式结构和高分辨率

高QE对于检测光子的高效性至关重要，并且通过背照式结构实现。在传统的背照式传感器中，由于没有像素分离，像素之间会发生串扰，分辨率通常低于前照式传感器。ORCA-Quest 2 qCMOS的传感器具有用于实现高量子效率的背照式结构，以及用于减少串扰的一对一像素的沟槽结构。

MTF测量结果

调制传递函数 (MTF) 是一种分辨率评估。它是表明物体对比度能够被精确再现的程度的值。

4. 实现大量像素和快速读出

ORCA-Quest 2以940万像素 (4096 (H) × 2304 (V)) 实现超低噪声。与Gen Ⅱ sCMOS和EM-CCD 相机等传统科学相机相比，ORCA-Quest能够捕获更多对象。

此外，ORCA-Quest 2的读出速度表现优异。这里，我们指的是“数据率(像素数 × 帧速率)”，它表示相机在 1 秒内读取多少像素，以便比较各种科学相机。与传统的sCMOS相机相比，带标准扫描功能的ORCA-Quest 2即使在较低的读出噪声下也能实现更高的数据率。此外，具有超静音扫描功能的 ORCA-Quest 2实现了光子数解析成像，其数据率比EM-CCD相机的单光子计数成像快了10倍。

像素比较

数据率比较