2022/05/24EMCCD sentsoreak errebelazio bat izan ziren: irakurketa-zarata murriztuz sentikortasuna handitu. Beno, ia, errealistagoa izanik, seinalea handitzen ari ginen irakurketa-zarata txikiagoa zela agertzeko.
Eta maite genituen, berehala aurkitu zuten etxea seinale baxuko lanetan, hala nola molekula bakarreko eta espektroskopia, eta gero mikroskopio sistemen hornitzaileen artean zabaldu ziren, hala nola disko birakariak, superbereizmena eta gehiago. Eta gero hil egin genituen. Edo hil egin genituen?
EMCCD teknologiak bi hornitzaile nagusirekin du bere historia: e2V eta Texas Instruments. E2V, gaur egun Teledyne e2V, 1990eko hamarkadaren amaieran hasi zen lanean lehenengo sentsoreekin, baina aurrerapauso handiak eman zituen onartuen zegoen aldaerarekin, 16 mikrako pixeleko 512 x 512ko matrizea zuena.
Hasierako EMCCD sentsore honek, eta ziurrenik nagusiena izan zenak, eragin handia izan zuen, eta horren erdia pixelen tamainari zegokion. Mikroskopio bateko 16 mikrako pixelek garai hartako CCD ezagunenak baino 6 aldiz argi gehiago biltzen zuten, CoolSnap eta Orca serie ezagunetan agertzen zen ICX285ak. Pixelen tamainaz gain, gailu hauek atzetik argiztatuta zeuden, % 30 fotoi gehiago bihurtzen zituzten, eta sentikortasun hori 6 aldiz handiagoa zen 7ra iritsiz.
Beraz, EMCCD 7 aldiz sentikorragoa zen piztu eta EMCCD irabaziaren eragina ikusi aurretik ere. Noski, esan dezakezu CCDa baztertu dezakezula, edo optika erabil dezakezula pixel handiagoak sortzeko; baina jende gehienak ez du egin!
Horrez gain, irakurketa-zarataren balioa elektroi 1etik behera lortzea funtsezkoa zen. Funtsezkoa zen, baina ez zen doakoa. Biderketa-prozesuak seinalearen neurketaren ziurgabetasuna handitu zuen, hau da, jaurtiketa-zarataren, iluntasun-korrontearen eta biderketa aurretik geneukan beste edozer gauza 1,4 aldiz handitu zen. Beraz, zer esan nahi zuen horrek? Beno, EMCCD sentikorragoa zela esan nahi zuen, baina argi gutxiko egoeran bakarrik, orduan behar duzu, ezta?
CCD klasiko baten aurka, ez zegoen lehiarik. Pixel handiak, QE gehiago, EM irabazia. Eta denok pozik geunden, batez ere kameren salmentetan geundenok: 40.000 dolar, mesedez...
Gehiago egin genezakeen gauza bakarrak abiadura, sentsorearen azalera eta (posible zenik ez genekien arren) pixel tamaina txikiagoa ziren.
Gero esportazioen kontrolak eta betetzea etorri ziren, eta hori ez zen dibertigarria izan. Molekula bakarren jarraipena eta suzirien jarraipena antzekoak direla gertatu zen, eta kamera-enpresek eta haien bezeroek kameraren salmentak eta esportazioak kontrolatu behar izan zituzten.
Gero sCMOS etorri zen, munduari promesak eginez hasita, eta hurrengo 10 urteetan ia lortuz. Pixel txikiagoek jendeari 60x objektiboetarako maite zituzten 6,5 mikroiak ematen zizkioten, eta guztia 1,5 elektroi inguruko irakurketa-zarata txikiagoarekin. Hau ez zen guztiz EMCCD, baina garai hartako CCD teknologiaren 6 elektroien aldean harrigarria zen.
Hasierako sCMOSak aurrealdetik argiztatuta zeuden oraindik. Baina 2016an atzealdetik argiztatutako sCMOSak iritsi ziren, eta jatorrizko aurrealdetik argiztatutako bertsioekin alderatuta are sentikorragoa izan zedin, 11 mikrako pixelak zituen. QE bultzada eta pixelen tamaina handitu zenez, bezeroek 3,5 aldiz abantaila zutela sentitu zuten.
Azkenean, 2021ean azpielektroien irakurketa-zarata hautsi zen, kamera batzuek 0,25 elektroirainoko emaitzak lortuz - dena amaitu zen EMCCDrentzat.
Edo izan zen...?
Beno, arazoaren zati bat pixelen tamaina da oraindik. Berriz ere, optikoki nahi duzuna egin dezakezu, baina sistema berean, 4,6 mikrako pixel batek 16 mikrako batek baino 12 aldiz argi gutxiago biltzen du.
Orain, binning-a egin dezakezu, baina gogoratu CMOS normalarekin binning-ak zarata handitzen du binning faktorearen funtzio baten arabera. Beraz, jende gehienak pozik dago bere 6,5 mikrako pixelekin, sentikortasunera iristeko bidea egin dezaketela pentsatuz, baina irakurketa-zarata bikoizten ari dira 3 elektroietaraino.
Zarata murriztu badaiteke ere, pixelen tamaina, eta, oro har, osoa, oraindik konpromiso bat dira benetako seinalea biltzeko.
Beste gauza bat irabazia eta kontrastea da: gris gehiago izateak eta seinalea txikiagotzeak kontraste hobea ematen du. Zarata bera izan dezakezu, baina CMOS batekin elektroi bakoitzeko 2 gris bakarrik erakusten dituzunean, ez duzu jolasteko aukera handirik 5 elektroi seinale besterik ez dituzunean.
Azkenik, zer gertatzen da enkofratuarekin? Batzuetan ahaztu egiten zaigu zein tresna indartsua zen EMCCD-n: enkofratu globalek asko laguntzen dute eta oso arinak eta abiadura-eraginkorrak dira, batez ere osagai anitzeko sistema konplexuetan.
512 x 512 EMCCD sentsorearen antzekoa den sCMOS kamera bakarra Aries 16 da. Honek 16 mikrako pixelekin hasten da eta 0,8 elektroi irakurketa-zarata ematen ditu sailkatu beharrik gabe. 5 fotoi baino gehiagoko seinaleetarako (16 mikrako pixel bakoitzeko), uste dut ikusi dudan onena dela eta erdi prezioan dagoela gutxi gorabehera.
Beraz, EMCCD hilda al dago? Ez, eta ez da benetan hilko hain ona den zerbait berriro lortu arte. Arazoa, ba, arazo guztiak dira: gehiegizko zarata, irabazien zahartzea, esportazioen kontrolak...
EMCCD teknologia hegazkin bat balitz, Concord bat izango litzateke. Hegan egin zuten guztiei gustatzen zitzaien, baina ziurrenik ez zuten behar eta orain eserleku handiagoekin eta ohe lauekin, Atlantikoaren beste aldean 3 ordu gehigarri horiek lo egin besterik ez dago.
EMCCD, Concord ez bezala, oraindik bizirik dago jende batzuek -kopuru txiki eta gero eta txikiagoa- oraindik behar dutelako. Edo agian uste dute besterik gabe behar dutela?
EMCCD bat erabiltzeak, irudigintzako teknologiarik garestiena eta konplexuena denak, ez zaitu berezi edo irudigintzako aditu bihurtzen; zerbait desberdina egiten ari zara, besterik gabe. Eta aldatzen saiatu ez bazara, ziurrenik egin beharko zenuke.
