25/07/29Sa natad sa bioluminescence high-throughput imaging ug industriyal nga high-speed low-light detection, ang pagkab-ot sa kamalaumon nga balanse tali sa imaging speed ug sensitivity dugay na nga usa ka core bottleneck nga naglimite sa teknolohikal nga pag-uswag. Ang tradisyonal nga linear o area array imaging nga mga solusyon sa kasagaran nag-atubang sa lisud nga mga trade-off, nga naghimo niini nga mahagiton sa pagpadayon sa kaepektibo sa detection ug sa performance sa sistema. Ingon usa ka sangputanan, ang mga pag-uswag sa industriya labi nga napugngan.
Ang pagpaila sa back-iluminated TDI-sCMOS nga teknolohiya nagsugod sa pagsulbad niini nga mga limitasyon. Kini nga bag-ong teknolohiya dili lamang nagtubag sa pisikal nga mga limitasyon sa high-speed imaging sa ubos nga kahayag nga mga kondisyon apan gipalapdan usab ang mga aplikasyon niini lapas sa mga siyensya sa kinabuhi ngadto sa mga advanced nga sektor sa industriya sama sa semiconductor inspection ug precision manufacturing. Uban niini nga mga pag-uswag, ang TDI-sCMOS nahimong labi nga may kalabutan sa modernong mga aplikasyon sa imaging sa industriya.
Kini nga artikulo naglatid sa kinauyokan nga mga prinsipyo luyo sa TDI imaging, nagsubay sa ebolusyon niini, ug naghisgot sa nagkadakong papel niini sa mga sistema sa industriya.
Pagsabot sa Mga Prinsipyo sa TDI: Usa ka Pag-uswag sa Dynamic Imaging
Ang Time Delay Integration (TDI) usa ka teknolohiya sa pagkuha sa imahe base sa prinsipyo sa pag-scan sa linya nga nagtanyag og duha ka mahinungdanong teknikal nga bahin:
Synchronous Dynamic Acquisition
Dili sama sa tradisyonal nga mga camera sa lugar nga naglihok sa usa ka "stop-shot-move" nga siklo, ang mga sensor sa TDI padayon nga nagpadayag sa mga imahe samtang naglihok. Samtang ang sample naglihok sa natad sa pagtan-aw, ang TDI sensor nag-synchronize sa paglihok sa mga kolum sa pixel sa katulin sa butang. Gitugotan sa kini nga pag-synchronize ang padayon nga pagkaladlad ug dinamikong pagtipon sa singil sa parehas nga butang sa paglabay sa panahon, nga gitugotan ang episyente nga pag-imaging bisan sa taas nga tulin.
TDI Imaging Demonstration: Coordinated Sample Movement ug Charge Integration
Pag-charge sa Domain Accumulation
Ang matag kolum sa pixel nag-convert sa umaabot nga kahayag ngadto sa electrical charge, nga giproseso pinaagi sa daghang sampling readout nga mga yugto. Kini nga padayon nga proseso sa pagtipon epektibo nga nagpauswag sa huyang nga signal pinaagi sa usa ka hinungdan sa N, diin ang N nagrepresentar sa gidaghanon sa mga lebel sa panagsama, nga nagpauswag sa signal-to-noise ratio (SNR) ubos sa limitado nga mga kondisyon sa suga.
Ilustrasyon sa Kalidad sa Imahe sa Lainlaing Mga Yugto sa TDI
Ebolusyon sa TDI Technology: Gikan sa CCD ngadto sa Back-Illuminated sCMOS
Ang mga sensor sa TDI sa sinugdan gitukod sa mga platform sa CCD o gipalamdag sa atubangan nga CMOS, apan ang duha nga mga arkitektura adunay mga limitasyon kung gigamit sa paspas ug ubos nga kahayag nga imaging.
TDI-CCD
Ang back-illuminated TDI-CCD sensors mahimong makab-ot ang quantum efficiencies (QE) duol sa 90%. Bisan pa, ang ilang serial readout nga arkitektura nagpugong sa imaging speed-line rates kasagaran magpabilin ubos sa 100 kHz, uban sa 2K-resolution sensors nga naglihok sa mga 50 kHz.
TDI-CMOS nga Nalamdagan sa Atubangan
Ang front-illuminated TDI-CMOS sensors nagtanyag og mas paspas nga readout speeds, nga adunay 8K-resolution line rates nga moabot ngadto sa 400 kHz. Bisan pa, ang mga hinungdan sa istruktura naglimite sa ilang QE, labi na sa mas mubu nga gitas-on sa wavelength, kanunay nga gitago kini sa ubos sa 60%.
Usa ka bantog nga pag-uswag ang miabot kaniadtong 2020 sa pagpagawas sa Tucsen'sDhyana 9KTDI sCMOS camera, usa ka back-iluminated TDI-sCMOS camera. Kini nagtimaan sa usa ka mahinungdanon nga paglukso sa paghiusa sa taas nga pagkasensitibo uban sa high-speed TDI performance:
-
Quantum Efficiency: 82% peak QE—gibana-bana nga 40% nga mas taas kay sa naandan nga front-illuminated TDI-CMOS sensors, nga naghimo niini nga sulundon alang sa low-light imaging.
-
Rate sa Linya: 510 kHz sa 9K nga resolusyon, nga naghubad sa data throughput nga 4.59 gigapixel kada segundo.
Kini nga teknolohiya unang gigamit sa high-throughput fluorescence scanning, diin nakuha sa camera ang 2-gigapixel nga imahe sa usa ka 30 mm × 17 mm fluorescent sample sa 10.1 segundos ubos sa optimized nga kondisyon sa sistema, nga nagpakita sa dakong ganansya sa imaging speed ug detail fidelity sa conventional area-scan system.
Hulagway: Dhyana 9KTDI uban sa Zaber MVR motorized stage
Tumong: 10X Oras sa pag-angkon: 10.1s Oras sa pagkaladlad: 3.6ms
Gidak-on sa hulagway: 30mm x 17mm 58,000 x 34,160 pixels
Pangunang Bentaha sa TDI Technology
Taas nga pagkasensitibo
Ang mga sensor sa TDI nagtigum og mga signal sa daghang mga exposure, nga nagpauswag sa performance sa ubos nga kahayag. Uban sa back-iluminated TDI-sCMOS sensors, ang quantum efficiency nga labaw sa 80% makab-ot, nga nagsuporta sa gikinahanglan nga mga buluhaton sama sa fluorescence imaging ug dark-field inspection.
High-Speed nga Pagganap
Ang mga sensor sa TDI gidisenyo alang sa high-throughput imaging, pagkuha sa paspas nga paglihok nga mga butang nga adunay maayo kaayo nga katin-aw. Pinaagi sa pag-synchronize sa pixel readout sa object motion, ang TDI halos nagwagtang sa motion blur ug nagsuporta sa conveyor-based inspection, real-time scanning, ug uban pang high-throughput nga mga senaryo.
Gipauswag nga Signal-to-Noise Ratio (SNR)
Pinaagi sa paghiusa sa mga signal sa daghang mga yugto, ang mga sensor sa TDI makahimo og mas taas nga kalidad nga mga imahe nga adunay gamay nga kahayag, pagkunhod sa peligro sa photobleaching sa biological nga mga sample ug pagminus sa thermal stress sa sensitibo nga mga materyales.
Gipakunhod ang Pagkadaling madawat sa Ambient Interference
Dili sama sa mga sistema sa pag-scan sa lugar, ang mga sensor sa TDI dili kaayo apektado sa ambient nga kahayag o mga pagpamalandong tungod sa ilang gidungan nga pagkaladlad sa linya-sa-linya, nga naghimo kanila nga labi ka lig-on sa komplikado nga mga palibot sa industriya.
Pananglitan sa Aplikasyon: Pag-inspeksyon sa Wafer
Sa sektor sa semiconductor, ang area-scan nga mga sCMOS camera kasagarang gigamit alang sa low-light detection tungod sa ilang katulin ug pagkasensitibo. Bisan pa, kini nga mga sistema mahimong adunay mga kakulangan:
-
Limitado nga Natad sa Pagtan-aw: Daghang mga frame ang kinahanglan nga tahion, nga moresulta sa mga proseso nga makahurot sa panahon.
-
Hinay nga Pag-scan: Ang matag pag-scan nanginahanglan paghulat sa yugto nga mahusay sa dili pa makuha ang sunod nga imahe.
-
Mga Artifact sa Pagtahi: Ang mga gaps sa imahe ug mga dili managsama nga epekto makaapekto sa kalidad sa pag-scan.
Ang TDI imaging makatabang sa pagsulbad niini nga mga hagit:
-
Padayon nga Pag-scan: Gisuportahan sa TDI ang dako, walay hunong nga pag-scan nga wala kinahanglana ang pagtahi sa frame.
-
Mas Paspas nga Pagkuha: Taas nga mga rate sa linya (hangtod sa 1 MHz) nagwagtang sa mga paglangan tali sa mga pagdakop.
-
Gipauswag nga Pagkaparehas sa Imahe: Ang pamaagi sa pag-scan sa linya sa TDI nagpamenos sa pagtuis sa panan-aw ug nagsiguro sa katukma sa geometriko sa tibuuk nga pag-scan.
TDI VS Area Scan
Ilustrasyon: Ang TDI makahimo sa mas padayon ug hapsay nga proseso sa pagkuha
Ang Tucsen's Gemini 8KTDI sCMOS camera epektibo sa lawom nga ultraviolet wafer inspeksyon. Sumala sa internal nga pagsulay sa Tucsen, ang camera nakab-ot ang 63.9% QE sa 266 nm ug nagmintinar sa chip temperature stability sa 0°C sa taas nga paggamit—importante para sa UV-sensitive nga mga aplikasyon.
Pagpalapad sa Paggamit: Gikan sa Espesyal nga Imaging hangtod sa Sistema nga Paghiusa
Ang TDI dili na limitado sa mga niche nga aplikasyon o benchmark testing. Ang pokus mibalhin padulong sa praktikal nga paghiusa sa mga sistema sa industriya.
Ang Tucsen's Gemini TDI series nagtanyag og duha ka matang sa mga solusyon:
1. Mga Modelong Panguna: Gidisenyo alang sa mga advanced nga kaso sa paggamit sama sa front-end wafer inspection ug UV defect detection. Kini nga mga modelo nag-una sa taas nga pagkasensitibo, kalig-on, ug throughput.
2. Mga Compact nga Variant: Mas gamay, gipabugnaw sa hangin, ug mas ubos nga gahum-mas angay alang sa mga naka-embed nga sistema. Kini nga mga modelo naglakip sa CXP (CoaXPress) high-speed interface alang sa streamlined integration.
Gikan sa high-throughput imaging sa life sciences hangtod sa precision semiconductor inspection, ang back-iluminated TDI-sCMOS nagdula ug mas importanteng papel sa pagpaayo sa imaging workflows.
Mga FAQ
Q1: Giunsa pagtrabaho ang TDI?
Gi-synchronize sa TDI ang pagbalhin sa bayad sa mga linya sa pixel sa paglihok sa butang. Samtang naglihok ang butang, ang matag laray nagtigum og lain nga pagkaladlad, nagdugang sa pagkasensitibo, labi na sa mga aplikasyon nga ubos ang kahayag ug kusog.
Q2: Asa magamit ang teknolohiya sa TDI?
Ang TDI maayo para sa semiconductor inspection, fluorescence scanning, PCB inspection, ug uban pang high-resolution, high-speed imaging applications diin ang motion blur ug low illumination ang gikabalak-an.
Q3: Unsa ang kinahanglan nako nga ikonsiderar kung nagpili usa ka TDI camera alang sa mga aplikasyon sa industriya?
Kung nagpili ug TDI camera, ang importanteng mga butang naglakip sa line rate, quantum efficiency, resolution, spectral response (ilabi na sa UV o NIR nga mga aplikasyon), ug thermal stability.
Alang sa usa ka detalyado nga katin-awan kung giunsa ang pagkalkulo sa rate sa linya, tan-awa ang among artikulo:
Serye sa TDI - Giunsa Pagkalkulo ang Frequency sa Linya sa Camera
Tucsen Photonics Co., Ltd. Tanang katungod gigahin. Sa pagkutlo, palihog ilha ang tinubdan:www.tucsen.com
