Die C15550-20UP von Hamamatsu Photonics ist die erste Kamera mit einem quantitativen CMOS-Bildsensor (qCMOS), der die Anzahl der Photoelektronen auflösen kann. Die Orca Quest hat ein Rauschen von 0,27 Elektronen rms, eine Auflösung von 9,4MP und einen Dunkelstrom von 0,006 Elektronen/Pixel/s bei -35°C.

Bei der quantitativen Bildgebung ist das fotoelektrische Rauschen, das bei der Umwandlung von Licht in elektrische Signale entsteht, der alles entscheidende Faktor, der die untere Nachweisgrenze der Kamera bestimmt. Der ORCA-Quest reduziert dieses fotoelektrische Rauschen auf ein Niveau unterhalb der Signale, die von Photonen (Lichtteilchen) erzeugt werden, die die kleinste Einheit des Lichts sind. Damit ist die ORCA-Quest die weltweit erste Kamera, die eine 2D-Photonenzahl-auflösende Messung erreicht, d.h. sie misst genau die Anzahl der Photonen, die ein Bild erzeugen.

Die Fähigkeit des ORCA-Quest, die Anzahl der Photonen zu ermitteln, eröffnet neue Möglichkeiten für eine Vielzahl von Bereichen. So beobachtet der ORCA-Quest den Quantenzustand genau, indem er die Lichtmenge von Ionen und neutralen Atomen quantitativ abbildet. Das macht ihn zu einem vielversprechenden Werkzeug, um die Forschungs-und Entwicklungsarbeit an Quantencomputern und anderen Quantentechnologien zu beschleunigen. Darüber hinaus wird die ORCA-Quest aufgrund ihres weiten Sichtfeldes, mit dem sie auch Phänomene bei sehr schwachem Licht erfassen kann, wahrscheinlich Anwendungen in der astronomischen Forschung und in den Biowissenschaften finden.

Das Herzstück der ORCA-Quest-Kamera ist ein neuer hochleistungsfähiger CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 2D-Bildsensor, der mit unseren einzigartigen hauseigenen Design- und Fertigungstechnologien entwickelt und hergestellt wurde. Dieser CMOS-Sensor bietet eine exzellente Leistung mit unglaublich geringem Rauschen (0,27 Elektronen rms), hoher Pixelzahl (4096 x 2304) und hoher Auflösung und erreicht dennoch eine hohe Auslesegeschwindigkeit. Zu den weiteren Merkmalen gehören eine rückseitig beleuchtete Struktur, eine Pixelgröße von 4,6 µm x 4,6 µm, reduziertes Übersprechen zwischen den Pixeln und unterdrückte Variationen der elektrischen Eigenschaften jedes Pixels.