本文中，為了證明BLAZE HR傳感器的性能，我們設計了三個實驗來測量與當前最先進的探測器相比。BLAZE?科學CCD

Teledyne Princeton Instruments BLAZE傳感器，可在CCD平臺上提供超高的近紅外量子效率、超快的光譜速率和極深的熱電冷卻。較低的暗噪聲，結合低讀出噪聲電子器件的使用，提高了信噪比，并進一步提高了靈敏度。

BLAZE探測器的應用包括納米技術、2D材料、碳材料、生物傳感和生命科學。這些新一代相機使用拉曼光譜、光致發光光譜、熒光光譜以及顯微光譜和泵浦探測光譜等測量技術，為科學家提供了極致的性能。

實驗

實驗一：

我們使用TEC制冷的BLAZE HR傳感器和液氮制冷的InGaAs陣列獲得了880 nm至1.0μm的原子燈發射，以進行比較。圖1顯示了在相同條件下（即相同的光譜儀、光柵和光源）采集的光譜。使用BLAZE HR傳感器獲得的信噪比明顯更高。

圖1：使用Teledyne Princeton Instruments SpectraPro?HRS-300光譜儀和600 g/mm光柵，1000 nm閃耀，使用TEC制冷BLAZE HR傳感器（藍色）和液氮制冷InGaAs陣列（橙色）收集的原子發射燈光譜比較。

實驗二：

在第二個實驗中，我們測量了吲哚菁綠（IcG）*在與第一個實驗相同的波長范圍內的光致發光。圖2顯示了第二個實驗中使用的設置。通過將激發光源通過透鏡聚焦到包含IcG樣品的比色皿上，收集光致發光（PL）發射，并使用與激發光束成90°的另一個透鏡進行準直。通過濾光片，準直光束聚焦到配有一對探測器的光譜儀的入口狹縫上：出口（1）配備HR傳感器的TEC制冷BLAZE探測器和出口（2）液氮制冷的線性InGaAs陣列。可移動的光束分流器鏡使分散的PL發射能夠定向到兩個探測器中的任何一個。

*吲哚菁綠（Indocyanine green）為診斷用藥。是用來檢查肝臟功能和肝有效血流量的染料藥。

靜脈注入體內后，立刻和血漿蛋白結合，隨血循環迅速分布于全身血管內，高效率、選擇地被肝細胞攝取，又從肝細胞以游離形式排泄到膽汁中，經膽道入腸，隨糞便排出體外。外周靜脈注入吲哚菁綠后，動脈、靜脈將在 5-50 秒內先后顯影，腎臟在 1 分鐘內顯影，肝臟在 2 分鐘內顯影。在特定的手術中，該技術對比術中冰凍活檢、術中影像學檢查等輔助技術，將節省大量手術時間。

圖2：“IcG光致發光”實驗裝置，用于比較用TEC制冷BLAZE HR傳感器和液氮制冷線性InGaAs陣列獲得的原子發射燈光譜。

Teledyne Princeton Instruments LightField?軟件用于控制系統操作和數據采集。使用兩臺相機獲取PL光譜，允許調整積分時間以產生相同的相對強度。HR傳感器的積分時間為15秒，InGaAs陣列的積分時間為100秒。為了消除儀器對光譜數據的不必要影響，使用Teledyne Princeton Instruments IntelliCal?校準系統和NIST可溯源石英鹵鎢燈（QTH）進行了強度校準。

圖3顯示了兩個探測器產生的光譜之間的良好相關性。然而，HR傳感器能夠提供約6.6倍（積分時間100/15）的靈敏度，同時產生的光譜背景噪聲顯著降低。因此，新的BLAZE探測器將允許研究人員檢測超低濃度的IcG，并在組織內進行更復雜的功能光譜分析。

圖3：使用HRS光譜儀（配置有-75°C的HR傳感器和-100°C的LN冷卻線性InGaAs陣列）獲取IcG的歸一化PL光譜。HR傳感器和InGaAs陣列的積分時間分別為15秒和100秒。該實驗使用了Teledyne Princeton Instruments SpectraPro HRS-300光譜儀，使用在1000 nm閃耀的600 g/mm光柵。數據由美國麻省理工學院Bawendi Group提供。

實驗三：

圖4顯示了使用BLAZE HR傳感器獲得的環己烷拉曼光譜（約150至3000 cm-1）。使用500 mW、785 nm的激光在環己烷樣品中產生拉曼散射。透鏡收集并準直拉曼散射光，然后通過瑞利濾波器抑制激光輻射。光譜儀將拉曼散射分光到HR傳感器上進行檢測和分析。HR傳感器卓越的量子效率能夠快速檢測3000 cm-1（1026 nm）的拉曼信號。

圖4：使用785 nm激光激發獲得的環己烷拉曼光譜（150至3000 cm-1），配置有TEC制冷至-95°C的HR傳感器的BLAZE照相機，以及500 nm閃耀的300 g/mm光柵的SpectraPro HRS-300光譜儀。

審核編輯黃宇