២៥/០៨/០១ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Electron-Multiplying CCD គឺជាការវិវត្តនៃឧបករណ៏ CCD ដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យមានប្រតិបត្តិការពន្លឺទាប។ ជាធម្មតាពួកវាត្រូវបានបម្រុងទុកសម្រាប់សញ្ញានៃ photoelectrons ពីរបីរយចុះដល់កម្រិត photon-counting បុគ្គល។
អត្ថបទនេះពន្យល់ពីអ្វីដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD ជាអ្វី របៀបដែលពួកគេដំណើរការ គុណសម្បត្តិ និងគុណវិបត្តិរបស់ពួកគេ និងមូលហេតុដែលពួកគេត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាការវិវត្តបន្ទាប់នៃបច្ចេកវិទ្យា CCD សម្រាប់រូបភាពដែលមានពន្លឺតិច។
តើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD ជាអ្វី?
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Electron-Multiplying Charge-Coupled Device (EMCCD) គឺជាប្រភេទឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា CCD ឯកទេស ដែលពង្រីកសញ្ញាខ្សោយ មុនពេលពួកវាត្រូវបានអានចេញ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ខ្លាំងនៅក្នុងបរិយាកាសដែលមានពន្លឺតិច។
ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដំបូងសម្រាប់កម្មវិធីដូចជាតារាសាស្ត្រ និងមីក្រូទស្សន៍កម្រិតខ្ពស់ EMCCDs អាចរកឃើញហ្វូតុងតែមួយ ដែលជាភារកិច្ចដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា CCD ប្រពៃណីតស៊ូជាមួយ។ សមត្ថភាពនេះក្នុងការចាប់យករូបធាតុនីមួយៗធ្វើឱ្យ EMCCDs មានសារៈសំខាន់សម្រាប់វាលដែលតម្រូវឱ្យមានរូបភាពច្បាស់លាស់ក្រោមកម្រិតពន្លឺទាបខ្លាំង។
តើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD ដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច?
រហូតមកដល់ចំណុចនៃការអានឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD ដំណើរការលើគោលការណ៍ដូចគ្នានឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា CCD ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មុនពេលធ្វើការវាស់វែងជាមួយ ADC ការគិតថ្លៃដែលបានរកឃើញត្រូវបានគុណតាមរយៈដំណើរការដែលហៅថា impactionization នៅក្នុង 'electron multiplication register'។ ក្នុងរយៈពេលជាច្រើនរយជំហាន ការគិតប្រាក់ពីភីកសែលត្រូវបានផ្លាស់ទីតាមស៊េរីនៃភីកសែលបិទមុខនៅតង់ស្យុងខ្ពស់។ អេឡិចត្រុងនៅជំហាននីមួយៗមានឱកាសនាំអេឡិចត្រុងបន្ថែម។ ដូច្នេះសញ្ញាត្រូវបានគុណជាអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល។
លទ្ធផលចុងក្រោយនៃ EMCCD ដែលបានក្រិតតាមខ្នាតល្អគឺសមត្ថភាពក្នុងការជ្រើសរើសចំនួនជាក់លាក់នៃគុណជាមធ្យម ជាធម្មតាប្រហែលពី 300 ទៅ 400 សម្រាប់ការងារដែលមានពន្លឺតិច។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យសញ្ញាដែលបានរកឃើញត្រូវបានគុណខ្ពស់ជាងឆ្ងាយជាងសំឡេងរំខានអានរបស់កាមេរ៉ា ជាហេតុកាត់បន្ថយសំឡេងរំខានអានរបស់កាមេរ៉ា។ ជាអកុសល លក្ខណៈ stochastic នៃដំណើរការគុណនេះមានន័យថា ភីកសែលនីមួយៗត្រូវបានគុណដោយចំនួនផ្សេងគ្នា ដែលណែនាំកត្តាសំលេងរំខានបន្ថែម ដោយកាត់បន្ថយសមាមាត្រសញ្ញាទៅសំឡេងរំខាន (SNR) របស់ EMCCD ។
នេះជាការវិភាគអំពីរបៀបដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD ដំណើរការ។ រហូតដល់ជំហានទី 6 ដំណើរការនេះមានប្រសិទ្ធភាពដូចគ្នានឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា CCD ដែរ។
រូបភាព៖ ដំណើរការអានសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD
នៅចុងបញ្ចប់នៃការប៉ះពាល់របស់វា ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD ដំបូងផ្លាស់ទីការគិតប្រាក់ដែលប្រមូលបានយ៉ាងលឿនទៅកាន់អារេបិទបាំងនៃភីកសែលដែលមានទំហំដូចគ្នាទៅនឹងអារេរសើបពន្លឺ (ការផ្ទេរស៊ុម)។ បន្ទាប់មក មួយជួរម្តងៗ ការគិតថ្លៃត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទៅក្នុងបញ្ជីអាន។ ជួរឈរមួយនៅពេលតែមួយ ការគិតថ្លៃនៅក្នុងបញ្ជីអានត្រូវបានបញ្ជូនទៅបញ្ជីគុណ។ នៅដំណាក់កាលនីមួយៗនៃការចុះឈ្មោះនេះ (រហូតដល់ 1000 ដំណាក់កាលនៅក្នុងកាមេរ៉ា EMCCD ពិតប្រាកដ) រាល់អេឡិចត្រុងមានឱកាសតិចតួចក្នុងការបញ្ចេញអេឡិចត្រុងបន្ថែម ដោយគុណនឹងសញ្ញាអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល។ នៅចុងបញ្ចប់សញ្ញាគុណត្រូវបានអានចេញ។
1. ការជម្រះបន្ទុក៖ ដើម្បីចាប់ផ្តើមការទិញ ការគិតប្រាក់ត្រូវបានសម្អាតក្នុងពេលដំណាលគ្នាពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទាំងមូល (ឧបករណ៍បិទសកល)។
2. ការប្រមូលបន្ទុក៖ ការសាកថ្មប្រមូលផ្តុំកំឡុងពេលបញ្ចេញ។
3. ការផ្ទុកបន្ទុក៖ បន្ទាប់ពីការប៉ះពាល់ ការគិតប្រាក់ដែលប្រមូលបានត្រូវបានផ្លាស់ទីទៅកន្លែងបិទបាំងនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ជាកន្លែងដែលពួកគេអាចរង់ចាំការអានដោយមិនចាំបាច់ប្រើ photons ថ្មីដែលបានរកឃើញ photons ត្រូវបានរាប់។ នេះគឺជាដំណើរការ 'ការផ្ទេរស៊ុម' ។
4. ការបង្ហាញស៊ុមបន្ទាប់៖ ជាមួយនឹងការគិតថ្លៃដែលបានរកឃើញត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងភីកសែលដែលបានបិទបាំង ភីកសែលសកម្មអាចចាប់ផ្តើមការបង្ហាញនៃស៊ុមបន្ទាប់ (របៀបជាន់គ្នា)។
5. ដំណើរការអាន៖ មួយជួរក្នុងពេលតែមួយ ការគិតថ្លៃសម្រាប់ជួរនីមួយៗនៃស៊ុមដែលបានបញ្ចប់ត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទៅជា 'ការចុះឈ្មោះអាន'។
6. ជួរឈរមួយក្នុងពេលតែមួយ ការគិតថ្លៃពីភីកសែលនីមួយៗត្រូវបានបិទចូលទៅក្នុងថ្នាំងអាន។
7. មេគុណអេឡិចត្រុង៖ បន្ទាប់ រាល់ការគិតថ្លៃអេឡិចត្រុងពីភីកសែល បញ្ចូលលេខគុណអេឡិចត្រុង ហើយផ្លាស់ទីតាមជំហាននីមួយៗ ដោយគុណជាលេខអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៅជំហាននីមួយៗ។
8. ការអាន៖ សញ្ញាគុណត្រូវបានអានដោយ ADC ហើយដំណើរការត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតរហូតដល់ស៊ុមទាំងមូលត្រូវបានអានចេញ។
គុណសម្បត្តិ និងគុណវិបត្តិនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD
គុណសម្បត្តិនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD
| អត្ថប្រយោជន៍ | ការពិពណ៌នា |
| ការរាប់រូបថត | ចាប់រកឃើញរូបអេឡិចត្រូនិកនីមួយៗដោយមានសំឡេងអានកម្រិតទាបខ្លាំង (<0.2e⁻) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានភាពប្រែប្រួលនៃរូបថតតែមួយ។ |
| កម្រិតពន្លឺទាបជ្រុល | គួរឱ្យកត់សម្គាល់ប្រសើរជាង CCDs ប្រពៃណី ជួនកាលលើសពីកាមេរ៉ា sCMOS កម្រិតខ្ពស់នៅកម្រិតពន្លឺទាបបំផុត។ |
| ចរន្តងងឹតទាប | ភាពត្រជាក់ជ្រៅកាត់បន្ថយសំលេងរំខានកម្ដៅ ធ្វើឱ្យរូបភាពស្អាតជាងមុន អំឡុងពេលមានពន្លឺយូរ។ |
| 'ពាក់កណ្តាលសកល' Shutter | ការផ្ទេរស៊ុមអនុញ្ញាតឱ្យមានការប៉ះពាល់ជុំវិញពិភពលោកជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរការសាកថ្មលឿនបំផុត (~1 មីក្រូវិនាទី)។ |
● ការរាប់រូបថត៖ ជាមួយនឹងការគុណអេឡិចត្រុងខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ សំឡេងរំខានអានអាចត្រូវបានលុបចោលជាក់ស្តែង (<0.2e-)។ នេះ រួមជាមួយនឹងតម្លៃទទួលបានខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាពក្វាន់តុំជិតល្អឥតខ្ចោះ មានន័យថា ការបែងចែក photoelectrons បុគ្គលគឺអាចធ្វើទៅបាន។
● កម្រិតពន្លឺទាបជ្រុល៖ បើប្រៀបធៀបទៅនឹង CCDs ការសម្តែងពន្លឺទាបនៃ EMCCDs គឺប្រសើរជាងយ៉ាងខ្លាំង។ ប្រហែលជាមានកម្មវិធីមួយចំនួនដែល EMCCD ផ្តល់នូវសមត្ថភាពរាវរក និងកម្រិតពណ៌ប្រសើរជាងមុន សូម្បីតែ sCMOS កម្រិតខ្ពស់នៅកម្រិតពន្លឺទាបបំផុតដែលអាចធ្វើទៅបាន។
● ចរន្តងងឹតទាប៖ ដូចទៅនឹង CCDs ដែរ EMCCDs ជាធម្មតាត្រូវបានត្រជាក់យ៉ាងជ្រៅ និងអាចផ្តល់តម្លៃចរន្តងងឹតទាបបំផុត។
● 'ពាក់កណ្តាលសកល' Shutter៖ ដំណើរការផ្ទេរស៊ុមដើម្បីចាប់ផ្តើម និងបញ្ចប់ការប៉ះពាល់គឺពិតជាមិនក្នុងពេលដំណាលគ្នានោះទេ ប៉ុន្តែជាធម្មតាចំណាយពេលលើលំដាប់ 1 មីក្រូវិនាទី។
គុណវិបត្តិនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD
| គុណវិបត្តិ | ការពិពណ៌នា |
| ល្បឿនកំណត់ | អត្រាស៊ុមអតិបរមា (~30 fps នៅ 1 MP) គឺយឺតជាងជម្រើស CMOS ទំនើប។ |
| សំឡេងរំខាន | ធម្មជាតិចៃដន្យនៃការគុណអេឡិចត្រុងណែនាំសំលេងរំខានលើសកាត់បន្ថយ SNR ។ |
| ការគិតថ្លៃដែលបណ្តាលមកពីនាឡិកា (CIC) | ចលនាសាកថ្មលឿនអាចណែនាំសញ្ញាមិនពិតដែលបង្កើន។ |
| កាត់បន្ថយជួរថាមវន្ត | ការកើនឡើងខ្ពស់កាត់បន្ថយសញ្ញាអតិបរមាដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអាចគ្រប់គ្រងមុនពេលឆ្អែត។ |
| ទំហំភីកសែលធំ | ទំហំភីកសែលទូទៅ (13–16 μm) ប្រហែលជាមិនស្របតាមតម្រូវការប្រព័ន្ធអុបទិកច្រើនទេ។ |
| តម្រូវការត្រជាក់ខ្លាំង | ភាពត្រជាក់ជ្រៅដែលមានស្ថេរភាពគឺត្រូវបានទាមទារដើម្បីសម្រេចបាននូវមេគុណជាប់លាប់ និងសំលេងរំខានទាប។ |
| ការក្រិតតាមខ្នាតតម្រូវការ | EM ទទួលបានការថយចុះតាមពេលវេលា (គុណនឹងពុកផុយ) ទាមទារការក្រិតតាមខ្នាតទៀងទាត់។ |
| អស្ថិរភាពនៃការបង្ហាញខ្លី | ការបង្ហាញខ្លីៗអាចបណ្តាលឱ្យមានការពង្រីកសញ្ញា និងសំឡេងរំខានដែលមិនអាចទាយទុកជាមុនបាន។ |
| ថ្លៃដើមខ្ពស់។ | ការផលិតដ៏ស្មុគស្មាញ និងការធ្វើឱ្យត្រជាក់ជ្រៅធ្វើឱ្យឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទាំងនេះមានតម្លៃថ្លៃជាង sCMOS ។ |
| អាយុកាលមានកំណត់ | ការចុះឈ្មោះគុណអេឡិចត្រុងអស់រលីង ជាធម្មតាមានរយៈពេល 5-10 ឆ្នាំ។ |
| បញ្ហាប្រឈមនាំចេញ | ស្ថិតក្រោមបទប្បញ្ញត្តិដ៏តឹងរ៉ឹង ដោយសារតែការដាក់ពាក្យសុំយោធាដែលមានសក្តានុពល។ |
● ល្បឿនកំណត់៖ EMCCDs លឿនផ្តល់ប្រហែល 30 fps នៅ 1 MP ដែលស្រដៀងទៅនឹង CCDs បញ្ជារនៃរ៉ិចទ័រយឺតជាងកាមេរ៉ា CMOS ។
● ការណែនាំអំពីសំលេងរំខាន៖ 'កត្តាសំលេងរំខានលើស' ដែលបណ្តាលមកពីការគុណនៃអេឡិចត្រុងចៃដន្យ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងកាមេរ៉ា sCMOS ដែលមានសំលេងរំខានទាប ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពកង់ទិចដូចគ្នា អាចផ្តល់ឱ្យ EMCCDs នូវសំលេងរំខានខ្ពស់ជាងយ៉ាងខ្លាំង អាស្រ័យលើកម្រិតសញ្ញា។ SNR សម្រាប់ sCMOS កម្រិតខ្ពស់ជាធម្មតាប្រសើរជាងសម្រាប់សញ្ញាប្រហែល 3e- សូម្បីតែច្រើនទៀតសម្រាប់សញ្ញាខ្ពស់ជាង។
● ការគិតថ្លៃដោយសារនាឡិកា (CIC)៖ លុះត្រាតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយប្រុងប្រយ័ត្ន ចលនានៃបន្ទុកឆ្លងកាត់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអាចណែនាំអេឡិចត្រុងបន្ថែមទៅជាភីកសែល។ បន្ទាប់មកសំលេងរំខាននេះត្រូវបានគុណដោយការចុះឈ្មោះគុណអេឡិចត្រុង។ ល្បឿនចលនាសាកកាន់តែខ្ពស់ (អត្រានាឡិកា) នាំឱ្យអត្រាស៊ុមខ្ពស់ជាង ប៉ុន្តែ CIC កាន់តែច្រើន។
● កាត់បន្ថយជួរថាមវន្ត៖ តម្លៃគុណនៃអេឡិចត្រុងខ្ពស់ខ្លាំងដែលទាមទារដើម្បីយកឈ្នះ EMCCD អានសំលេងរំខាននាំឱ្យជួរថាមវន្តកាត់បន្ថយច្រើន។
● ទំហំភីកសែលធំ៖ ទំហំភីកសែលទូទៅតូចបំផុតសម្រាប់កាមេរ៉ា EMCCD គឺ 10 μm ប៉ុន្តែ 13 ឬ 16 μm គឺជារឿងធម្មតាបំផុត។ នេះមានទំហំធំពេកដើម្បីផ្គូផ្គងតម្រូវការដំណោះស្រាយរបស់ប្រព័ន្ធអុបទិកភាគច្រើន។
● តម្រូវការនៃការក្រិតតាមខ្នាត៖ ដំណើរការមេគុណអេឡិចត្រុងបាត់បង់ការចុះឈ្មោះ EM ជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់ ដោយកាត់បន្ថយសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការគុណនៅក្នុងដំណើរការដែលហៅថា 'ការបំបែកមេគុណអេឡិចត្រុង'។ នេះមានន័យថាការកើនឡើងនៃកាមេរ៉ាកំពុងផ្លាស់ប្តូរឥតឈប់ឈរ ហើយកាមេរ៉ាតម្រូវឱ្យធ្វើការក្រិតតាមខ្នាតទៀងទាត់ដើម្បីធ្វើការថតរូបភាពបរិមាណណាមួយ។
● ការបង្ហាញមិនទៀងទាត់នៅរយៈពេលខ្លី៖ នៅពេលប្រើរយៈពេលនៃការប៉ះពាល់ខ្លីខ្លាំង កាមេរ៉ា EMCCD អាចបង្កើតលទ្ធផលមិនស៊ីសង្វាក់គ្នា ដោយសារសញ្ញាខ្សោយត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយសំឡេងរំខាន ហើយដំណើរការពង្រីកបង្ហាញភាពប្រែប្រួលនៃស្ថិតិ។
● តម្រូវការត្រជាក់ខ្លាំង៖ ដំណើរការគុណអេឡិចត្រុងត្រូវបានជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដោយសីតុណ្ហភាព។ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបង្កើនការគុណអេឡិចត្រុងដែលមាន។ ដូច្នេះ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់របស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជ្រៅ ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពគឺមានសារៈសំខាន់ចំពោះការវាស់វែង EMCCD ដែលអាចផលិតឡើងវិញបាន។
● តម្លៃខ្ពស់។៖ ការលំបាកក្នុងការផលិតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពហុសមាសភាគទាំងនេះ រួមផ្សំជាមួយនឹងភាពត្រជាក់ជ្រៅ នាំឱ្យតម្លៃជាធម្មតាខ្ពស់ជាងកាមេរ៉ា sCMOS sensor ដែលមានគុណភាពខ្ពស់បំផុត។
● អាយុកាលមានកំណត់៖ ការបំបែកមេគុណអេឡិចត្រុងដាក់កម្រិតលើអាយុកាលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានតម្លៃថ្លៃទាំងនេះជាធម្មតា 5-10 ឆ្នាំ អាស្រ័យលើកម្រិតនៃការប្រើប្រាស់។
● នាំចេញបញ្ហាប្រឈម៖ ការនាំចូល និងនាំចេញឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD មាននិន្នាការប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាភស្តុភារ ដោយសារការប្រើប្រាស់សក្តានុពលរបស់ពួកគេនៅក្នុងកម្មវិធីយោធា។
ហេតុអ្វីបានជា EMCCD គឺជាអ្នកស្នងតំណែងរបស់ CCD
| លក្ខណៈ | ស៊ី.ស៊ី.ឌី | EMCCD |
| ភាពរសើប | ខ្ពស់។ | ខ្ពស់ខ្លាំង (ជាពិសេសពន្លឺទាប) |
| សំឡេងរំខានការអាន | មធ្យម | ទាបខ្លាំង (ដោយសារចំណេញ) |
| ជួរថាមវន្ត | ខ្ពស់។ | កម្រិតមធ្យម (កំណត់ដោយការទទួលបាន) |
| ការចំណាយ | ទាបជាង | ខ្ពស់ជាង |
| ត្រជាក់ | ស្រេចចិត្ត | ជាធម្មតាត្រូវការសម្រាប់ដំណើរការល្អបំផុត |
| ប្រើករណី | រូបភាពទូទៅ | ពន្លឺទាប ការរកឃើញរូបថតតែមួយ |
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD បង្កើតនៅលើបច្ចេកវិទ្យា CCD ប្រពៃណីដោយបញ្ចូលជំហានគុណអេឡិចត្រុង។ នេះជួយបង្កើនសមត្ថភាពក្នុងការពង្រីកសញ្ញាខ្សោយ និងកាត់បន្ថយសំលេងរំខាន ធ្វើឱ្យ EMCCDs ជាជម្រើសដែលពេញចិត្តសម្រាប់កម្មវិធីរូបភាពដែលមានពន្លឺតិចខ្លាំង ដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា CCD ខ្លី។
កម្មវិធីសំខាន់ៗនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងវិស័យវិទ្យាសាស្ត្រ និងឧស្សាហកម្ម ដែលទាមទារភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ និងសមត្ថភាពក្នុងការរកឃើញសញ្ញាខ្សោយ៖
● ការស្រមើស្រមៃអំពីជីវវិទ្យាg៖ សម្រាប់កម្មវិធីដូចជាមីក្រូទស្សន៍ fluorescence ម៉ូលេគុលតែមួយ និងមីក្រូទស្សន៍ fluorescence ការឆ្លុះបញ្ចាំងខាងក្នុងសរុប (TIRF) ។
● តារាសាស្ត្រ៖ ប្រើសម្រាប់ចាប់យកពន្លឺខ្សោយពីផ្កាយឆ្ងាយៗ កាឡាក់ស៊ី និងការស្រាវជ្រាវពីភពក្រៅ។
● Quantum Optics៖ សម្រាប់ការធ្វើពិសោធន៍ព័ត៌មានអំពីការជាប់ទាក់ទងនឹងហ្វូតុន និងបរិមាណ។
● កោសល្យវិច្ច័យ និងសន្តិសុខ៖ បានធ្វើការនៅក្នុងការឃ្លាំមើលពន្លឺតិច និងការវិភាគភស្តុតាងដាន។
● Spectroscopy៖ នៅក្នុង Raman spectroscopy និងការរកឃើញ fluorescence កម្រិតទាប។
តើអ្នកគួរជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD នៅពេលណា?
ជាមួយនឹងការកែលម្អឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា CMOS ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ អត្ថប្រយោជន៍នៃការអានសំឡេងរំខានរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD បានថយចុះ ខណៈដែលឥឡូវនេះសូម្បីតែកាមេរ៉ា sCMOS ក៏អាចបញ្ចេញសំឡេងរំខានក្នុងការអាន subelectron រួមជាមួយនឹងអត្ថប្រយោជន៍ដ៏ច្រើនផ្សេងទៀត។ ប្រសិនបើកម្មវិធីមួយបានប្រើ EMCCDs ពីមុនមក វាពិតជាមានតម្លៃក្នុងការពិនិត្យមើលថាតើនេះជាជម្រើសដ៏ល្អបំផុតដែលបានផ្តល់ឱ្យការអភិវឌ្ឍន៍នៅក្នុង sCMOS ដែរឬទេ។
ជាប្រវត្តិសាស្ត្រ EMCCDs នៅតែអាចអនុវត្តការរាប់ photon កាន់តែជោគជ័យ រួមជាមួយនឹងកម្មវិធីពិសេសមួយចំនួនផ្សេងទៀតដែលមានកម្រិតសញ្ញាធម្មតាតិចជាង 3-5e- ក្នុងមួយភីកសែលនៅកំពូល។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជាមួយនឹងទំហំភីកសែលធំជាង និងសំឡេងរំខានអានអេឡិចត្រូនិច នឹងមាននៅក្នុងកាមេរ៉ាវិទ្យាសាស្ត្រដោយផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យា sCMOS វាអាចទៅរួចដែលកម្មវិធីទាំងនេះក៏អាចនឹងត្រូវបានអនុវត្តក្នុងពេលឆាប់ៗនេះជាមួយនឹង sCMOS កម្រិតខ្ពស់ផងដែរ។
សំណួរគេសួរញឹកញាប់
តើពេលវេលាបញ្ចេញពន្លឺអប្បបរមាសម្រាប់កាមេរ៉ាផ្ទេរស៊ុមគឺជាអ្វី?
សម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្ទេរស៊ុមទាំងអស់ រួមទាំង EMCCDs សំណួរអំពីពេលវេលាប៉ះពាល់អប្បបរមាដែលអាចមានគឺជាភាពស្មុគស្មាញមួយ។ សម្រាប់ការទទួលបានរូបភាពតែមួយ ការប៉ះពាល់អាចត្រូវបានបញ្ចប់ដោយការសាប់ការគិតថ្លៃដែលទទួលបានចូលទៅក្នុងតំបន់បិទបាំងសម្រាប់ការអានយ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយរយៈពេលនៃការប៉ះពាល់អប្បបរមា (sub-microsecond) គឺអាចធ្វើទៅបាន។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដរាបណាកាមេរ៉ាកំពុងចាក់ផ្សាយក្នុងល្បឿនពេញ ដោយទទួលបានស៊ុមច្រើន/ភាពយន្តក្នុងអត្រាស៊ុមពេញ ដរាបណារូបភាពទីមួយបញ្ចប់ការលាតត្រដាង នោះតំបន់ដែលបិទបាំងត្រូវបានកាន់កាប់ដោយស៊ុមនោះរហូតដល់ការអានត្រូវបានបញ្ចប់។ ដូច្នេះ ការប៉ះពាល់មិនអាចបញ្ចប់បានទេ។ នេះមានន័យថា ដោយមិនគិតពីពេលវេលា exposure ដែលស្នើរសុំនៅក្នុង software នោះ ពេលវេលា exposure ពិតប្រាកដនៃ frames ជាបន្តបន្ទាប់បន្ទាប់ពីការទិញ multi-frame ពេញល្បឿនដំបូងគឺត្រូវបានផ្តល់ដោយ frame time ពោលគឺ 1/ Frame Rate នៃកាមេរ៉ា។
តើបច្ចេកវិទ្យា sCMOS ជំនួសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា EMCCD មែនទេ?
កាមេរ៉ា EMCCD មានលក្ខណៈពិសេសពីរដែលជួយរក្សាអត្ថប្រយោជន៍របស់ពួកគេនៅក្នុងសេណារីយ៉ូរូបភាពដែលមានពន្លឺទាបខ្លាំង (ជាមួយនឹងកម្រិតសញ្ញាខ្ពស់បំផុតនៃ 5 photoelectrons ឬតិចជាងនេះ)។ ទីមួយ ភីកសែលដ៏ធំរបស់ពួកគេរហូតដល់ 16 μm និងទីពីររបស់ពួកគេ <1e- អានសំលេងរំខាន។
ជំនាន់ថ្មី។កាមេរ៉ា sCMOSបានលេចឡើងដែលផ្តល់នូវលក្ខណៈដូចគ្នាទាំងនេះដោយគ្មានគុណវិបត្តិជាច្រើននៃ EMCCDs ជាពិសេសកត្តាសំលេងរំខានលើស។ កាមេរ៉ាដូចជា Aries 16 ពី Tucsen ផ្តល់នូវភីកសែលខាងក្រោយ 16 μm ជាមួយនឹងសំលេងរំខានអាននៃ 0.8e-។ ជាមួយនឹងសំលេងរំខានទាប និងភីកសែលធំ 'ពីកំណើត' កាមេរ៉ាទាំងនេះក៏ដំណើរការល្អជាងកាមេរ៉ា sCMOS ភាគច្រើនផងដែរ ដោយសារតែទំនាក់ទំនងរវាងការដាក់ធុង និងសំឡេងរំខានក្នុងការអាន។
ប្រសិនបើអ្នកចង់ស្វែងយល់បន្ថែមអំពី EMCCD សូមចុច៖
តើ EMCCD អាចត្រូវជំនួសបានទេ ហើយតើយើងធ្លាប់ចង់បានវាដែរឬទេ?
Tucsen Photonics Co., Ltd. រក្សាសិទ្ធិគ្រប់យ៉ាង។ នៅពេលដកស្រង់ សូមទទួលស្គាល់ប្រភព៖www.tucsen.com
