Andor C-RED 系列 NIR II/SWIR 相机产品介绍

第一：产品概述

Andor（牛津仪器集团旗下品牌）的 C-RED 相机系列基于铟镓砷（InGaAs）传感器技术，专为近红外二区/短波红外（NIR II/SWIR）成像光谱范围内极具挑战性的定量科学测量而优化。该系列将卓越的灵敏度与高速性能、宽动态范围相结合，并覆盖宽广的视野范围，具备出色的应用灵活性——无论是快速动态过程，还是需要长达数分钟曝光的慢速过程，均可从容捕捉。目前 C-RED 系列 SWIR 相机为现货供应，可随时发货。

该系列共包含三款核心型号：

• C-RED 2：高速低噪声 NIR II/SWIR 相机，全幅帧速率可达 600 fps，兼具极低噪声与超低暗电流；
• C-RED 2 Lite：紧凑型温度稳定版 NIR II/SWIR 相机，适用于空间受限的应用场景；
• C-RED 2 ER：扩展波长范围机型，灵敏度覆盖延伸至 1.9 µm 与 2.2 µm。

第二：技术原理与生命科学应用领域

传统 sCMOS 与 CCD 探测器在 NIR II 波段几乎无响应，而基于 InGaAs 的探测器可在该波段提供高灵敏度，这构成了 C-RED 系列的核心技术优势。页面重点介绍了以下三大生命科学应用方向。

发育生物学

小动物研究对于发育中的机体以及肿瘤和其他疾病状态的进展研究至关重要。利用 NIR II 成像窗口，可在不受可见光/紫外波段散射与吸收干扰的情况下，对较厚样本内部的组织和器官进行成像。C-RED 系列针对厚样本内的动态过程（如血流成像）以及较慢的过程（如器官发育或生长中肿瘤的微结构变化）进行了专门优化。

神经生理学

秀丽隐杆线虫（C. elegans）和果蝇（Drosophila）是神经生理学研究的重要模型，但部分科学问题必须借助更大、更复杂的模型才能解答。传统 UV/Vis 波段成像因散射和吸收而受限，将标记与波长转移至 NIR II 窗口可有效解决这一问题，但常规探测器在该波段响应极弱甚至无响应，因此必须采用 InGaAs 等替代传感器技术。C-RED 相机搭载最新一代 InGaAs 探测器，在整个 NIR II 窗口内提供高灵敏度，并兼具宽视野下的高速成像能力，适用于捕捉神经网络的动态活动、观察模式生物体内神经系统的发育过程等多种神经成像应用。

生物物理学

NIR II 成像可实现更深的组织穿透深度、更高的信背比与更优的时空分辨率，因而受到众多致力于研究较厚组织、器官乃至整体动物模型的研究者关注。该领域需要开发结合特异性更强、亮度更高、生物毒性更低的新型 NIR II 标记物；另一个新兴方向是 NIR II 窗口内单分子光敏剂的研发，以实现影像引导下的精准肿瘤消融。此类研究均涉及小分子乃至单分子尺度的测量，C-RED 系列正是为此类高难定量测量而设计，将 NIR II 区域的高灵敏度与低噪声、高速度和高动态范围集于一身。

第三：各型号核心亮点

C-RED 2 是一款具有突破性的高速低噪声 NIR II/SWIR 相机，读出噪声低于 30 电子，暗电流超低（低于 600 e⁻/像元/秒），帧速率高达 600 fps。

C-RED 2 ER 实现了扩展范围 InGaAs 技术的突破，提供两个子型号：C-RED 2 ER 1.9（响应范围 1.1–1.9 µm）与 C-RED 2 ER 2.2（响应范围 1.2–2.2 µm），帧速率同样可达 600 fps。

C-RED 2 Lite 是面向空间受限应用的紧凑型 NIR II/SWIR 相机，采用温度稳定设计与低噪声架构以保证高灵敏度，帧速率高达 600 fps。其内置优化算法，可在不可避免的环境温度波动下，长时间精确稳定传感器温度。

第四：核心技术特性

暗电流优化（Dark Optimization）​

生物发光及荧光素酶基因报告研究所涉及的微弱信号需要比荧光成像更长的曝光时间，此时暗电流（热噪声）取代读出噪声成为决定传感器探测极限的主要噪声源。C-RED 2 将专有的暗电流优化技术与深度制冷相结合，可根据曝光时长最大限度地抑制热噪声，从而在多种实验条件下获得最高信噪比。当曝光时间以数十秒乃至数分钟计（而非毫秒级）时，C-RED 2 与 C-RED 2 ER 不仅优于其他 InGaAs 相机，亦可作为深冷 CCD 与 sCMOS 的可行替代方案。（注：暗电流优化功能不适用于 C-RED 2 ER。）

灵活制冷方案

C-RED 系列提供热电风冷、水冷以及紧凑型温度稳定格式等多种选择，可精确稳定传感器温度，并在制冷性能与相机尺寸之间灵活匹配应用需求。C-RED 2 风冷可至 -15°C，适用于曝光较短、热噪声影响较小的场景；采用液冷可达 -40°C，可为受暗电流限制的长曝光应用实现最低热噪声；对于制冷要求不高或空间受限的场景，则可选用紧凑型的 C-RED 2 Lite。

16 位高动态范围（HDR）​

许多相机虽标称 16 位或宽动态范围，但受配置所限实际无法真正实现，导致高信号区域饱和失真或低信号细节丢失——这在神经元等高场景内动态范围应用中尤为棘手。C-RED 系列采用独特的 HDR 模式，通过专利传感器读出方法将高低增益信号线性组合，实现 93.6 dB 动态范围与真正的 16 位线性响应，在高达 600 fps 的全幅速度下，同时保留低信号与高信号区域的完整图像细节且无饱和。（注：HDR 功能不适用于 C-RED 2 ER。）

高速 NIR II/SWIR 成像

该系列专为苛刻的高速应用而打造：全幅 600 fps 的帧速率（使用 ROI 区域读出时更快）提供出色的时间分辨率；NIR II 范围内高量子效率与低噪声的结合，保证了高速下的灵敏度——这对于活体模型中本就光子匮乏的超短曝光至关重要；真正的全局快门配合短于 5 µs 的积分脉冲，可确保全视野内的时间精度，避免高速卷帘快门设计中的时间畸变。

第五：技术规格参数对比

基本参数

性能参数

第六步：选型建议与总结

综合来看，若您的研究涉及 NIR II 窗口内的常规高灵敏高速成像、生物发光长曝光实验或神经科学与发育生物学动态观测，C-RED 2 凭借 23 e⁻ 低读出噪声、310 e⁻/像元/秒 的超低暗电流及暗电流优化技术是首选；若需将探测波段延伸至 1.9 µm 或 2.2 µm 以覆盖更宽的红外光谱研究，应选择 C-RED 2 ER；若系统集成空间受限、制冷要求相对宽松，C-RED 2 Lite 则以紧凑形态提供了兼顾高灵敏度与 600 fps 高速性能的实用方案。三款型号均采用 640 × 512 阵列、15 µm 像元与全局快门设计，并统一配备 USB 3.1 Gen 1 与 Camera Link 双接口，便于灵活集成。