বায়োলুমিনেসেন্স হাই-থ্রুপুট ইমেজিং এবং ইন্ডাস্ট্রিয়াল হাই-স্পিড লো-লাইট ডিটেকশনের ক্ষেত্রে, ইমেজিং গতি এবং সংবেদনশীলতার মধ্যে সর্বোত্তম ভারসাম্য অর্জন দীর্ঘদিন ধরে প্রযুক্তিগত অগ্রগতিকে সীমাবদ্ধ করে একটি মূল বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে। ঐতিহ্যবাহী লিনিয়ার বা এরিয়া অ্যারে ইমেজিং সমাধানগুলি প্রায়শই কঠিন লেনদেনের সম্মুখীন হয়, যা সনাক্তকরণ দক্ষতা এবং সিস্টেমের কর্মক্ষমতা উভয়ই বজায় রাখা চ্যালেঞ্জিং করে তোলে। ফলস্বরূপ, শিল্প আপগ্রেডগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে সীমাবদ্ধ হয়ে পড়েছে।
ব্যাক-ইলুমিনেটেড TDI-sCMOS প্রযুক্তির প্রবর্তন এই সীমাবদ্ধতাগুলি দূর করতে শুরু করেছে। এই উদ্ভাবনী প্রযুক্তি কেবল কম আলোতে উচ্চ-গতির ইমেজিংয়ের ভৌত সীমাবদ্ধতাগুলিকেই মোকাবেলা করে না বরং জীবন বিজ্ঞানের বাইরেও এর প্রয়োগগুলি সেমিকন্ডাক্টর পরিদর্শন এবং নির্ভুলতা উৎপাদনের মতো উন্নত শিল্প ক্ষেত্রে প্রসারিত করে। এই উন্নয়নের সাথে সাথে, TDI-sCMOS আধুনিক শিল্প ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ক্রমশ প্রাসঙ্গিক হয়ে উঠছে।
এই প্রবন্ধে TDI ইমেজিংয়ের মূল নীতিগুলি তুলে ধরা হয়েছে, এর বিবর্তন ট্র্যাক করা হয়েছে এবং শিল্প ব্যবস্থায় এর ক্রমবর্ধমান ভূমিকা নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে।
TDI-এর নীতিমালা বোঝা: ডায়নামিক ইমেজিং-এ একটি অগ্রগতি
টাইম ডিলে ইন্টিগ্রেশন (TDI) হল লাইন-স্ক্যানিং নীতির উপর ভিত্তি করে তৈরি একটি চিত্র অধিগ্রহণ প্রযুক্তি যা দুটি গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য প্রদান করে:
সিঙ্ক্রোনাস ডায়নামিক অধিগ্রহণ
"স্টপ-শট-মুভ" চক্রে পরিচালিত ঐতিহ্যবাহী এরিয়া ক্যামেরার বিপরীতে, TDI সেন্সরগুলি গতিশীল থাকাকালীন ক্রমাগত ছবিগুলি প্রকাশ করে। নমুনাটি দৃশ্যের ক্ষেত্র জুড়ে চলার সাথে সাথে, TDI সেন্সরটি বস্তুর গতির সাথে পিক্সেল কলামের গতিকে সিঙ্ক্রোনাইজ করে। এই সিঙ্ক্রোনাইজেশন সময়ের সাথে সাথে একই বস্তুর ক্রমাগত এক্সপোজার এবং গতিশীল চার্জ জমা করার অনুমতি দেয়, যা উচ্চ গতিতেও দক্ষ ইমেজিংকে মঞ্জুরি দেয়।

টিডিআই ইমেজিং ডেমোনস্ট্রেশন: সমন্বিত নমুনা চলাচল এবং চার্জ ইন্টিগ্রেশন
ডোমেইন সংগ্রহ চার্জ করুন
প্রতিটি পিক্সেল কলাম আগত আলোকে বৈদ্যুতিক চার্জে রূপান্তরিত করে, যা পরে একাধিক নমুনা পাঠের পর্যায়ে প্রক্রিয়াজাত করা হয়। এই ক্রমাগত সঞ্চয় প্রক্রিয়া কার্যকরভাবে দুর্বল সংকেতকে N এর একটি গুণক দ্বারা উন্নত করে, যেখানে N ইন্টিগ্রেশন স্তরের সংখ্যা প্রতিনিধিত্ব করে, সীমিত আলোর পরিস্থিতিতে সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাত (SNR) উন্নত করে।

বিভিন্ন TDI পর্যায়ে ছবির মানের চিত্রণ
টিডিআই প্রযুক্তির বিবর্তন: সিসিডি থেকে ব্যাক-ইলুমিনেটেড এসসিএমওএস পর্যন্ত
টিডিআই সেন্সরগুলি প্রাথমিকভাবে সিসিডি বা সামনের দিকে আলোকিত সিএমওএস প্ল্যাটফর্মে তৈরি করা হয়েছিল, কিন্তু দ্রুত এবং কম আলোতে ইমেজিংয়ের ক্ষেত্রে উভয় স্থাপত্যেরই সীমাবদ্ধতা ছিল।
টিডিআই-সিসিডি
ব্যাক-ইলুমিনেটেড TDI-CCD সেন্সরগুলি প্রায় 90% কোয়ান্টাম দক্ষতা (QE) অর্জন করতে পারে। তবে, তাদের সিরিয়াল রিডআউট আর্কিটেকচার ইমেজিং গতি সীমাবদ্ধ করে—লাইন রেট সাধারণত 100 kHz এর নিচে থাকে, যেখানে 2K-রেজোলিউশন সেন্সরগুলি প্রায় 50 kHz এ কাজ করে।
সামনের দিকে আলোকিত TDI-CMOS
সামনের দিকে আলোকিত TDI-CMOS সেন্সরগুলি দ্রুত রিডআউট গতি প্রদান করে, 8K-রেজোলিউশন লাইন রেট 400 kHz পর্যন্ত পৌঁছায়। যাইহোক, কাঠামোগত কারণগুলি তাদের QE সীমিত করে, বিশেষ করে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসরে, প্রায়শই এটি 60% এর নিচে রাখে।
২০২০ সালে টুকসেনের মুক্তির মাধ্যমে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি আসেধ্যান ৯কেটিডিআই এসসিএমওএস ক্যামেরা, একটি পিছনে আলোকিত TDI-sCMOS ক্যামেরা। এটি উচ্চ সংবেদনশীলতার সাথে উচ্চ-গতির TDI কর্মক্ষমতার সমন্বয়ে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি চিহ্নিত করে:

-
কোয়ান্টাম দক্ষতা: ৮২% সর্বোচ্চ QE—প্রচলিত সামনের আলোকিত TDI-CMOS সেন্সরের তুলনায় প্রায় ৪০% বেশি, যা এটিকে কম আলোতে ইমেজিংয়ের জন্য আদর্শ করে তোলে।

-
লাইন রেট: ৯K রেজোলিউশনে ৫১০ kHz, যা প্রতি সেকেন্ডে ৪.৫৯ গিগাপিক্সেল ডেটা থ্রুপুট প্রদান করে।

এই প্রযুক্তিটি প্রথমে হাই-থ্রুপুট ফ্লুরোসেন্স স্ক্যানিংয়ে প্রয়োগ করা হয়েছিল, যেখানে ক্যামেরাটি অপ্টিমাইজড সিস্টেম অবস্থার অধীনে ১০.১ সেকেন্ডের মধ্যে ৩০ মিমি × ১৭ মিমি ফ্লুরোসেন্ট নমুনার ২-গিগাপিক্সেল চিত্র ধারণ করেছিল, যা প্রচলিত এরিয়া-স্ক্যান সিস্টেমের তুলনায় ইমেজিং গতি এবং বিশদ বিশ্বস্ততায় উল্লেখযোগ্য লাভ প্রদর্শন করে।

ভাবমূর্তি: ধ্যান ৯কেটিডিআই জাবের এমভিআর মোটরাইজড স্টেজ সহ
উদ্দেশ্য: ১০X অধিগ্রহণ সময়: ১০.১সেকেন্ড এক্সপোজার সময়: ৩.৬মিলিসেকেন্ড
ছবির আকার: ৩০ মিমি x ১৭ মিমি ৫৮,০০০ x ৩৪,১৬০ পিক্সেল
টিডিআই প্রযুক্তির মূল সুবিধা
উচ্চ সংবেদনশীলতা
TDI সেন্সরগুলি একাধিক এক্সপোজারের উপর সংকেত সংগ্রহ করে, কম আলোতে কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি করে। ব্যাক-ইলুমিনেটেড TDI-sCMOS সেন্সরগুলির সাহায্যে, 80% এর উপরে কোয়ান্টাম দক্ষতা অর্জন করা সম্ভব, যা ফ্লুরোসেন্স ইমেজিং এবং ডার্ক-ফিল্ড পরিদর্শনের মতো কঠিন কাজগুলিকে সমর্থন করে।
উচ্চ-গতির কর্মক্ষমতা
টিডিআই সেন্সরগুলি উচ্চ-থ্রুপুট ইমেজিংয়ের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা দ্রুত গতিশীল বস্তুগুলিকে চমৎকার স্বচ্ছতার সাথে ক্যাপচার করে। পিক্সেল রিডআউটকে বস্তুর গতির সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করে, টিডিআই কার্যত গতির ঝাপসা দূর করে এবং কনভেয়র-ভিত্তিক পরিদর্শন, রিয়েল-টাইম স্ক্যানিং এবং অন্যান্য উচ্চ-থ্রুপুট পরিস্থিতি সমর্থন করে।
উন্নত সিগন্যাল-টু-নয়েজ অনুপাত (SNR)
একাধিক পর্যায়ে সংকেত সংহত করে, TDI সেন্সরগুলি কম আলোকসজ্জার সাথে উচ্চমানের ছবি তৈরি করতে পারে, জৈবিক নমুনাগুলিতে ফটোব্লিচিংয়ের ঝুঁকি হ্রাস করতে পারে এবং সংবেদনশীল উপকরণগুলিতে তাপীয় চাপ হ্রাস করতে পারে।
পরিবেষ্টিত হস্তক্ষেপের প্রতি সংবেদনশীলতা হ্রাস
এরিয়া-স্ক্যান সিস্টেমের বিপরীতে, টিডিআই সেন্সরগুলি তাদের সিঙ্ক্রোনাইজড লাইন-বাই-লাইন এক্সপোজারের কারণে পরিবেষ্টিত আলো বা প্রতিফলনের দ্বারা কম প্রভাবিত হয়, যা জটিল শিল্প পরিবেশে তাদের আরও শক্তিশালী করে তোলে।
আবেদনের উদাহরণ: ওয়েফার পরিদর্শন
সেমিকন্ডাক্টর সেক্টরে, এরিয়া-স্ক্যান sCMOS ক্যামেরাগুলি সাধারণত তাদের গতি এবং সংবেদনশীলতার কারণে কম আলোতে সনাক্তকরণের জন্য ব্যবহৃত হত। তবে, এই সিস্টেমগুলির অসুবিধাগুলি থাকতে পারে:
-
সীমিত দৃশ্য ক্ষেত্র: একাধিক ফ্রেম একসাথে সেলাই করতে হয়, যার ফলে প্রক্রিয়াগুলি সময়সাপেক্ষ হয়।
-
ধীর স্ক্যানিং: প্রতিটি স্ক্যানের জন্য পরবর্তী ছবি তোলার আগে পর্যায় স্থির হওয়া পর্যন্ত অপেক্ষা করতে হয়।
-
সেলাই শিল্পকর্ম: ছবির ফাঁক এবং অসঙ্গতি স্ক্যানের মানকে প্রভাবিত করে।

টিডিআই ইমেজিং এই চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলায় সহায়তা করে:
-
ক্রমাগত স্ক্যানিং: TDI ফ্রেম সেলাই ছাড়াই বৃহৎ, নিরবচ্ছিন্ন স্ক্যান সমর্থন করে।
-
দ্রুত অধিগ্রহণ: উচ্চ লাইন রেট (১ মেগাহার্টজ পর্যন্ত) ক্যাপচারের মধ্যে বিলম্ব দূর করে।
-
উন্নত চিত্রের অভিন্নতা: TDI-এর লাইন-স্ক্যান পদ্ধতি দৃষ্টিকোণ বিকৃতি কমিয়ে দেয় এবং সমগ্র স্ক্যান জুড়ে জ্যামিতিক নির্ভুলতা নিশ্চিত করে।

টিডিআই বনাম এরিয়া স্ক্যান
চিত্রণ: TDI আরও ধারাবাহিক এবং মসৃণ অধিগ্রহণ প্রক্রিয়া সক্ষম করে
Tucsen এর Gemini 8KTDI sCMOS ক্যামেরাটি গভীর অতিবেগুনী ওয়েফার পরিদর্শনে কার্যকর হয়েছে। Tucsen এর অভ্যন্তরীণ পরীক্ষা অনুসারে, ক্যামেরাটি 266 nm এ 63.9% QE অর্জন করে এবং দীর্ঘায়িত ব্যবহারের সময় 0°C এ চিপ তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা বজায় রাখে - যা UV-সংবেদনশীল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

ব্যবহার সম্প্রসারণ: বিশেষায়িত ইমেজিং থেকে সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন পর্যন্ত
টিডিআই এখন আর কেবল বিশেষ অ্যাপ্লিকেশন বা বেঞ্চমার্ক পরীক্ষার মধ্যেই সীমাবদ্ধ নয়। শিল্প ব্যবস্থায় ব্যবহারিক একীকরণের দিকে মনোযোগ স্থানান্তরিত হয়েছে।

টুকসেনের জেমিনি টিডিআই সিরিজ দুটি ধরণের সমাধান প্রদান করে:
1. ফ্ল্যাগশিপ মডেল: ফ্রন্ট-এন্ড ওয়েফার পরিদর্শন এবং ইউভি ত্রুটি সনাক্তকরণের মতো উন্নত ব্যবহারের ক্ষেত্রে ডিজাইন করা হয়েছে। এই মডেলগুলি উচ্চ সংবেদনশীলতা, স্থিতিশীলতা এবং থ্রুপুটকে অগ্রাধিকার দেয়।
2. কমপ্যাক্ট ভেরিয়েন্ট: ছোট, এয়ার-কুলড এবং কম শক্তি—এমবেডেড সিস্টেমের জন্য আরও উপযুক্ত। এই মডেলগুলিতে সুবিন্যস্ত ইন্টিগ্রেশনের জন্য CXP (CoaXPress) উচ্চ-গতির ইন্টারফেস অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
জীবন বিজ্ঞানে উচ্চ-থ্রুপুট ইমেজিং থেকে শুরু করে নির্ভুল সেমিকন্ডাক্টর পরিদর্শন পর্যন্ত, ব্যাক-ইলুমিনেটেড TDI-sCMOS ইমেজিং কর্মপ্রবাহ বৃদ্ধিতে ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করছে।
প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
প্রশ্ন ১: টিডিআই কীভাবে কাজ করে?
TDI পিক্সেল সারি জুড়ে চার্জ ট্রান্সফারকে বস্তুর গতির সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করে। বস্তুটি নড়াচড়া করার সাথে সাথে, প্রতিটি সারি আরেকটি এক্সপোজার জমা করে, যা সংবেদনশীলতা বৃদ্ধি করে, বিশেষ করে কম আলো এবং উচ্চ-গতির অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে।
প্রশ্ন ২: TDI প্রযুক্তি কোথায় ব্যবহার করা যেতে পারে?
টিডিআই সেমিকন্ডাক্টর পরিদর্শন, ফ্লুরোসেন্স স্ক্যানিং, পিসিবি পরিদর্শন এবং অন্যান্য উচ্চ-রেজোলিউশন, উচ্চ-গতির ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ যেখানে গতি ঝাপসা এবং কম আলোকসজ্জা উদ্বেগের বিষয়।
প্রশ্ন ৩: শিল্প ব্যবহারের জন্য TDI ক্যামেরা নির্বাচন করার সময় আমার কী বিবেচনা করা উচিত?
একটি TDI ক্যামেরা নির্বাচন করার সময়, গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলির মধ্যে রয়েছে লাইন রেট, কোয়ান্টাম দক্ষতা, রেজোলিউশন, বর্ণালী প্রতিক্রিয়া (বিশেষ করে UV বা NIR অ্যাপ্লিকেশনের জন্য), এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা।
লাইন রেট কীভাবে গণনা করতে হয় তার বিস্তারিত ব্যাখ্যার জন্য, আমাদের নিবন্ধটি পড়ুন:
TDI সিরিজ – ক্যামেরার লাইন ফ্রিকোয়েন্সি কীভাবে গণনা করা যায়
টুকসেন ফোটোনিক্স কোং লিমিটেড সর্বস্বত্ব সংরক্ষিত। উদ্ধৃতি দেওয়ার সময়, অনুগ্রহ করে উৎসটি স্বীকার করুন:www.tucsen.com