ເຊັນເຊີ EMCCD: ຕົວສືບທອດແສງສະຫວ່າງຕໍ່າຂອງ CCD |

ເຊັນເຊີ Electron-Multiplying CCD ແມ່ນການວິວັຖນາຂອງເຊັນເຊີ CCD ເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ເຮັດວຽກແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາ. ປົກກະຕິແລ້ວພວກມັນມີຈຸດປະສົງສໍາລັບສັນຍານຂອງ photoelectrons ສອງສາມຮ້ອຍ, ລົງໄປຫາລະດັບການນັບ photon ສ່ວນບຸກຄົນ.

ບົດຂຽນນີ້ອະທິບາຍວ່າເຊັນເຊີ EMCCD ແມ່ນຫຍັງ, ພວກມັນເຮັດວຽກແນວໃດ, ຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງພວກເຂົາ, ແລະເປັນຫຍັງພວກມັນຈຶ່ງຖືວ່າເປັນວິວັດທະນາການຕໍ່ໄປຂອງເຕັກໂນໂລຢີ CCD ສໍາລັບການຖ່າຍຮູບແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາ.

ເຊັນເຊີ EMCCD ແມ່ນຫຍັງ?

ເຊັນເຊີ Electron-Multiplying Charge-Coupled Device (EMCCD) ແມ່ນປະເພດສະເພາະຂອງເຊັນເຊີ CCD ທີ່ຂະຫຍາຍສັນຍານອ່ອນໆກ່ອນທີ່ພວກມັນຈະຖືກອ່ານອອກ, ຊ່ວຍໃຫ້ມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີແສງໜ້ອຍ.

ການພັດທະນາໃນເບື້ອງຕົ້ນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຊັ່ນ: ດາລາສາດແລະກ້ອງຈຸລະທັດກ້າວຫນ້າ, EMCCDs ສາມາດກວດພົບ photons ດຽວ, ເປັນວຽກງານທີ່ເຊັນເຊີ CCD ແບບດັ້ງເດີມຕໍ່ສູ້ກັບ. ຄວາມສາມາດນີ້ໃນການກວດສອບ photons ແຕ່ລະຄົນເຮັດໃຫ້ EMCCDs ສໍາຄັນສໍາລັບພາກສະຫນາມທີ່ຕ້ອງການຮູບພາບທີ່ຊັດເຈນພາຍໃຕ້ລະດັບແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາຫຼາຍ.

ເຊັນເຊີ EMCCD ເຮັດວຽກແນວໃດ?

ເຖິງຈຸດຂອງການອ່ານ, ເຊັນເຊີ EMCCD ເຮັດວຽກຢູ່ໃນຫຼັກການດຽວກັນກັບເຊັນເຊີ CCD. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ກ່ອນທີ່ຈະວັດແທກກັບ ADC, ຄ່າບໍລິການທີ່ກວດພົບຈະຖືກຄູນຜ່ານຂະບວນການທີ່ເອີ້ນວ່າ impactionization, ໃນ 'ການລົງທະບຽນການຄູນເອເລັກໂຕຣນິກ'. ໃນໄລຍະຫຼາຍຮ້ອຍຂັ້ນຕອນ, ຄ່າບໍລິການຈາກ pixels ລວງໄດ້ຖືກຍ້າຍໄປຕາມຊຸດ pixels ຫນ້າກາກທີ່ມີແຮງດັນສູງ. ແຕ່ລະເອເລັກໂຕຣນິກໃນແຕ່ລະຂັ້ນຕອນມີໂອກາດທີ່ຈະນໍາເອົາເອເລັກໂຕຣນິກເພີ່ມເຕີມ. ດັ່ງນັ້ນສັນຍານຈຶ່ງຖືກຄູນເລກກຳລັງ.

ຜົນໄດ້ຮັບສຸດທ້າຍຂອງ EMCCD ທີ່ມີການປັບຕົວດີແມ່ນຄວາມສາມາດໃນການເລືອກຈໍານວນທີ່ຊັດເຈນຂອງການຄູນສະເລ່ຍ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວປະມານ 300 ຫາ 400 ສໍາລັບການເຮັດວຽກທີ່ມີແສງສະຫວ່າງຫນ້ອຍ. ອັນນີ້ເຮັດໃຫ້ສັນຍານທີ່ກວດພົບໄດ້ຄູນສູງກວ່າສຽງລົບກວນການອ່ານຂອງກ້ອງຖ່າຍຮູບ, ໃນຜົນການຫຼຸດສຽງລົບກວນການອ່ານຂອງກ້ອງຖ່າຍຮູບ. ແຕ່ຫນ້າເສຍດາຍ, ລັກສະນະ stochastic ຂອງຂະບວນການຄູນນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າແຕ່ລະ pixels ຈະຖືກຄູນດ້ວຍຈໍານວນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງແນະນໍາປັດໄຈການລົບກວນເພີ່ມເຕີມ, ການຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາສ່ວນສັນຍານກັບສຽງລົບກວນຂອງ EMCCD (SNR).

ນີ້ແມ່ນລາຍລະອຽດຂອງວິທີການເຊັນເຊີ EMCCD ເຮັດວຽກ. ຈົນກ່ວາຂັ້ນຕອນທີ 6, ຂະບວນການແມ່ນມີປະສິດຕິຜົນຄືກັນກັບເຊັນເຊີ CCD.

ຮູບ: ຂະບວນການອ່ານສໍາລັບເຊັນເຊີ EMCCD

ໃນຕອນທ້າຍຂອງການເປີດເຜີຍຂອງເຂົາເຈົ້າ, ເຊັນເຊີ EMCCD ທໍາອິດຍ້າຍຄ່າເກັບໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວໄປຫາອາເຣຫນ້າກາກຂອງ pixels ຂະຫນາດດຽວກັນກັບ array ທີ່ລະອຽດອ່ອນແສງສະຫວ່າງ (ການໂອນກອບ). ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຫນຶ່ງແຖວຕໍ່ຄັ້ງ, ຄ່າບໍລິການຖືກຍ້າຍໄປຢູ່ໃນທະບຽນການອ່ານ. ຫນຶ່ງຖັນຕໍ່ຄັ້ງ, ຄ່າບໍລິການພາຍໃນທະບຽນການອ່ານຖືກສົ່ງໄປຫາທະບຽນຄູນ. ໃນແຕ່ລະຂັ້ນຕອນຂອງການລົງທະບຽນນີ້ (ເຖິງ 1000 ຂັ້ນຕອນໃນກ້ອງຖ່າຍຮູບ EMCCD ທີ່ແທ້ຈິງ), ທຸກໆເອເລັກໂຕຣນິກມີໂອກາດຫນ້ອຍທີ່ຈະປ່ອຍອິເລັກຕອນເພີ່ມເຕີມ, ຄູນສັນຍານເລກກໍາລັງ. ໃນທີ່ສຸດ, ສັນຍານຄູນແມ່ນອ່ານອອກ.

1. ການເກັບຄ່າບໍລິການ: ເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການໄດ້ມາ, ຄ່າບໍລິການຈະຖືກລ້າງພ້ອມໆກັນຈາກເຊັນເຊີທັງຫມົດ (ລະບົບ shutter ທົ່ວໂລກ).
2. ການສະສົມຄ່າບໍລິການ: ການເກັບຄ່າສະສົມໃນລະຫວ່າງການເປີດຮັບແສງ.
3. ສາກໄຟບ່ອນຈັດເກັບຂໍ້ມູນ: ຫຼັງຈາກການເປີດເຜີຍ, ຄ່າທີ່ເກັບກໍາໄດ້ຖືກຍ້າຍໄປໃສ່ພື້ນທີ່ຫນ້າກາກຂອງເຊັນເຊີ, ບ່ອນທີ່ພວກເຂົາສາມາດລໍຖ້າການອ່ານໂດຍບໍ່ມີໂຟຕອນໃຫມ່ກວດພົບວ່າ photons ຖືກນັບ. ນີ້ແມ່ນຂະບວນການ 'ການໂອນຂອບ'.
4. Next Frame Exposure: ດ້ວຍຄ່າທີ່ກວດພົບທີ່ເກັບໄວ້ໃນ pixels ໜ້າກາກ, pixels ທີ່ໃຊ້ວຽກສາມາດເລີ່ມ exposure ຂອງ frame ຕໍ່ໄປ (overlap mode).
5. ຂະບວນການອ່ານ: ແຖວຫນຶ່ງຕໍ່ຄັ້ງ, ຄ່າບໍລິການສໍາລັບແຕ່ລະແຖວຂອງກອບສໍາເລັດຮູບໄດ້ຖືກຍ້າຍໄປຢູ່ໃນ 'Readout register'.
6. ຫນຶ່ງຖັນຕໍ່ຄັ້ງ, ຄ່າບໍລິການຈາກແຕ່ລະ pixels ແມ່ນ shutled ເຂົ້າໄປໃນ node readout.
7. ທະວີຄູນເອເລັກໂຕຣນິກ: ຕໍ່ໄປ, ຄ່າເອເລັກໂຕຣນິກທັງໝົດຈາກ pixels ລວງເຂົ້າບັນຊີການຄູນອິເລັກໂທຣນິກ, ແລະຍ້າຍໄປຕາມຂັ້ນຕອນ, ຄູນເປັນເລກເລກກຳລັງໃນແຕ່ລະຂັ້ນຕອນ.
8. ອ່ານອອກ: ສັນຍານຄູນຖືກອ່ານໂດຍ ADC, ແລະຂະບວນການແມ່ນຊ້ໍາກັນຈົນກ່ວາກອບທັງຫມົດຖືກອ່ານອອກ.

Pros ແລະ Cons ຂອງເຊັນເຊີ EMCCD

ຂໍ້ດີຂອງເຊັນເຊີ EMCCD

ຂໍ້ໄດ້ປຽບ	ລາຍລະອຽດ
ການນັບ Photon	ກວດຈັບໂຟໂຕອີເລັກໂທຣນິກແຕ່ລະອັນທີ່ມີສຽງລົບກວນອ່ານໜ້ອຍສຸດ (<0.2e⁻), ເຮັດໃຫ້ຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງໂຟຕອນດຽວ.
ຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ແສງຕ່ຳສຸດ	ດີກວ່າ CCDs ແບບດັ້ງເດີມຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ບາງຄັ້ງລື່ນກາຍກ້ອງ sCMOS ລະດັບສູງໃນລະດັບແສງສະຫວ່າງຫຼາຍ.
ກະແສມືດຕໍ່າ	ຄວາມເຢັນເລິກຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນສຽງຄວາມຮ້ອນ, ເຮັດໃຫ້ຮູບພາບທີ່ສະອາດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການເປີດຮັບແສງດົນໆ.
Shutter 'ເຄິ່ງໂລກ'	ການຖ່າຍໂອນຂອບອະນຸຍາດໃຫ້ເປີດຮັບແສງໃກ້ກັບທົ່ວໂລກດ້ວຍການປ່ຽນສາກໄວຫຼາຍ (~1 ໄມໂຄວິນາທີ).

● ການນັບ Photon: ດ້ວຍການຄູນອິເລັກໂທຣນິກສູງ, ສຽງລົບກວນອ່ານສາມາດຖືກກຳຈັດໄດ້ (<0.2e-). ນີ້, ຄຽງຄູ່ກັບມູນຄ່າທີ່ໄດ້ຮັບສູງແລະປະສິດທິພາບ quantum ໃກ້ຄຽງ, ຫມາຍຄວາມວ່າການຈໍາແນກ photoelectrons ບຸກຄົນແມ່ນເປັນໄປໄດ້.
● ຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງແສງຕ່ຳສຸດ: ເມື່ອປຽບທຽບກັບ CCDs, ປະສິດທິພາບແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາຂອງ EMCCDs ແມ່ນດີກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ອາດຈະມີບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ EMCCD ສະຫນອງຄວາມສາມາດໃນການກວດພົບທີ່ດີກວ່າແລະກົງກັນຂ້າມເຖິງແມ່ນວ່າ sCMOS ລະດັບສູງໃນລະດັບຕ່ໍາສຸດທີ່ເປັນໄປໄດ້.
● ກະແສມືດຕໍ່າ: ເຊັ່ນດຽວກັບ CCDs, EMCCDs ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແມ່ນເຮັດຄວາມເຢັນເລິກ ແລະສາມາດສົ່ງຄ່າກະແສໄຟຟ້າທີ່ຕໍ່າຫຼາຍ.
● 'ເຄິ່ງທົ່ວໂລກ' Shutter: ຂະບວນການໂອນຍ້າຍເຟຣມເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນ ແລະສິ້ນສຸດການເປີດເຜີຍແມ່ນບໍ່ພ້ອມກັນຢ່າງແທ້ຈິງ, ແຕ່ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຈະໃຊ້ເວລາໃນຄໍາສັ່ງຂອງ 1 microsecond.

ຂໍ້ເສຍຂອງເຊັນເຊີ EMCCD

ຂໍ້ເສຍ	ລາຍລະອຽດ
ຄວາມໄວຈໍາກັດ	ອັດຕາເຟມສູງສຸດ (~30 fps ຢູ່ 1 MP) ແມ່ນຊ້າກວ່າທາງເລືອກ CMOS ທີ່ທັນສະໄຫມ.
ການຂະຫຍາຍສຽງລົບກວນ	ລັກສະນະແບບສຸ່ມຂອງການຄູນເອເລັກໂຕຣນິກແນະນໍາສິ່ງລົບກວນເກີນ, ຫຼຸດຜ່ອນ SNR.
ການສາກດ້ວຍໂມງປຸກ (CIC)	ການເຄື່ອນໄຫວການເກັບຄ່າໄວສາມາດນໍາສະເຫນີສັນຍານທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງທີ່ໄດ້ຮັບການຂະຫຍາຍ.
ຫຼຸດໄລຍະໄດນາມິກ	ການໄດ້ຮັບສູງເຮັດໃຫ້ສັນຍານສູງສຸດທີ່ເຊັນເຊີສາມາດຈັດການກ່ອນທີ່ຈະອີ່ມຕົວ.
ຂະໜາດ Pixel ໃຫຍ່	ຂະໜາດ pixels ທົ່ວໄປ (13–16 μm) ອາດຈະບໍ່ສອດຄ່ອງກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງລະບົບ optical ຫຼາຍ.
ຄວາມຕ້ອງການຄວາມເຢັນຫຼາຍ	ຄວາມເຢັນເລິກທີ່ຫມັ້ນຄົງແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອບັນລຸຜົນຄູນທີ່ສອດຄ່ອງແລະສຽງຕ່ໍາ.
ຄວາມຕ້ອງການ Calibration	EM ມີການເສື່ອມໂຊມຕາມເວລາ (ການເສື່ອມຕົວແບບຄູນ), ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການປັບຕົວແບບປົກກະຕິ.
ຄວາມບໍ່ສະຖຽນຂອງແສງສັ້ນ	ການເປີດຮັບແສງໄລຍະສັ້ນຫຼາຍສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການຂະຫຍາຍສັນຍານທີ່ບໍ່ສາມາດຄາດເດົາໄດ້ ແລະສຽງລົບກວນ.
ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ	ການຜະລິດທີ່ຊັບຊ້ອນແລະຄວາມເຢັນເລິກເຮັດໃຫ້ເຊັນເຊີເຫຼົ່ານີ້ມີລາຄາແພງກວ່າ sCMOS.
ອາຍຸຈຳກັດ	ທະບຽນການຄູນອິເລັກໂທຣນິກໝົດອາຍຸ, ໂດຍປົກກະຕິຈະແກ່ຍາວເຖິງ 5-10 ປີ.
ສິ່ງທ້າທາຍສົ່ງອອກ	ພາຍໃຕ້ກົດລະບຽບທີ່ເຂັ້ມງວດຍ້ອນການສະຫມັກທາງທະຫານທີ່ເປັນໄປໄດ້.

●ຄວາມໄວຈໍາກັດ: EMCCDs ໄວໃຫ້ປະມານ 30 fps ທີ່ 1 MP, ຄ້າຍຄືກັນກັບ CCDs, ຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດຊ້າກວ່າກ້ອງຖ່າຍຮູບ CMOS.

● ການແນະນຳສິ່ງລົບກວນ: 'ປັດໄຈສິ່ງລົບກວນເກີນ' ທີ່ເກີດຈາກການຄູນເອເລັກໂຕຣນິກແບບສຸ່ມ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບກ້ອງຖ່າຍຮູບ sCMOS ທີ່ມີສຽງລົບກວນຕໍ່າທີ່ມີປະສິດທິພາບ quantum ດຽວກັນ, ສາມາດໃຫ້ສຽງລົບກວນ EMCCDs ສູງຂື້ນກັບລະດັບສັນຍານ. SNR ສໍາລັບ sCMOS ລະດັບສູງແມ່ນປົກກະຕິດີກວ່າສໍາລັບສັນຍານປະມານ 3e-, ເຖິງແມ່ນວ່າຫຼາຍດັ່ງນັ້ນສໍາລັບສັນຍານທີ່ສູງຂຶ້ນ.

● ການສາກດ້ວຍໂມງປຸກ (CIC): ເວັ້ນເສຍແຕ່ໄດ້ຄວບຄຸມຢ່າງລະມັດລະວັງ, ການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄ່າບໍລິການໃນທົ່ວເຊັນເຊີສາມາດນໍາອິເລັກຕອນເພີ່ມເຕີມເຂົ້າໄປໃນ pixels. ສິ່ງລົບກວນນີ້ຈະຖືກຄູນດ້ວຍຕົວຄູນເອເລັກໂຕຣນິກ. ຄວາມໄວການເຄື່ອນໄຫວຂອງການສາກໄຟທີ່ສູງຂຶ້ນ (ອັດຕາໂມງ) ນໍາໄປສູ່ອັດຕາເຟຣມທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແຕ່ CIC ຫຼາຍ.

● ຫຼຸດໄລຍະໄດນາມິກ: ຄ່າການຄູນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ສູງຫຼາຍທີ່ຕ້ອງການເພື່ອເອົາຊະນະສຽງລົບກວນອ່ານ EMCCD ນໍາໄປສູ່ການຫຼຸດລະດັບໄດນາມິກຫຼາຍ.

● ຂະໜາດ Pixel ໃຫຍ່: ຂະຫນາດ pixels ທົ່ວໄປທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດສໍາລັບກ້ອງຖ່າຍຮູບ EMCCD ແມ່ນ 10 μm, ແຕ່ 13 ຫຼື 16 μmແມ່ນທົ່ວໄປທີ່ສຸດ. ນີ້ແມ່ນໃຫຍ່ເກີນໄປທີ່ຈະກົງກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງຄວາມລະອຽດຂອງລະບົບ optical ສ່ວນໃຫຍ່.

● ຂໍ້ກໍານົດການປັບທຽບ: ຂະບວນການຄູນອິເລັກໂທຣນິກສວມໃສ່ອອກທະບຽນ EM ດ້ວຍການໃຊ້, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສາມາດໃນການຄູນໃນຂະບວນການທີ່ເອີ້ນວ່າ 'ການເສື່ອມຕົວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ'. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າການໄດ້ຮັບຂອງກ້ອງຖ່າຍຮູບມີການປ່ຽນແປງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ແລະກ້ອງຖ່າຍຮູບຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການປັບທຽບເປັນປົກກະຕິເພື່ອປະຕິບັດການຮູບພາບປະລິມານໃດໆ.

● ການເປີດເຜີຍທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງໃນເວລາສັ້ນໆ: ເມື່ອໃຊ້ເວລາການເປີດແສງສັ້ນຫຼາຍ, ກ້ອງ EMCCD ອາດຈະໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງກັນເນື່ອງຈາກສັນຍານອ່ອນໆຖືກລົບກວນໂດຍສິ່ງລົບກວນ, ແລະຂະບວນການຂະຫຍາຍຂະຫຍາຍໄດ້ແນະນໍາການເຫນັງຕີງທາງສະຖິຕິ.

● ຕ້ອງການຄວາມເຢັນໜັກ: ຂະບວນການຄູນອິເລັກໂທຣນິກມີອິດທິພົນຢ່າງແຂງແຮງຈາກອຸນຫະພູມ. ການເຮັດໃຫ້ເຊັນເຊີເຢັນເພີ່ມການທະວີຄູນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຢູ່. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມເຢັນຂອງເຊັນເຊີເລິກໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງອຸນຫະພູມແມ່ນສໍາຄັນຕໍ່ການວັດແທກ EMCCD ທີ່ສາມາດແຜ່ພັນໄດ້.

●ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ: ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຜະລິດຂອງເຊັນເຊີຫຼາຍອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້, ບວກໃສ່ກັບຄວາມເຢັນເລິກ, ເຮັດໃຫ້ລາຄາປົກກະຕິສູງກວ່າກ້ອງຖ່າຍຮູບເຊັນເຊີ sCMOS ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງສຸດ.

● ອາຍຸຈຳກັດ: ການເສື່ອມຕົວຂອງອິເລັກໂທຣນິກເຮັດໃຫ້ຈໍາກັດອາຍຸການຂອງເຊັນເຊີລາຄາແພງເຫຼົ່ານີ້ໂດຍປົກກະຕິ 5-10 ປີ, ຂຶ້ນກັບລະດັບຂອງການນໍາໃຊ້.

● ສິ່ງທ້າທາຍສົ່ງອອກ: ການນໍາເຂົ້າແລະສົ່ງອອກຂອງເຊັນເຊີ EMCCD ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເປັນສິ່ງທ້າທາຍທາງດ້ານ logistically ເນື່ອງຈາກການນໍາໃຊ້ທີ່ມີທ່າແຮງຂອງພວກເຂົາໃນການນໍາໃຊ້ທາງທະຫານ.

ເປັນຫຍັງ EMCCD ຈຶ່ງເປັນຜູ້ສືບທອດ CCD

ຄຸນສົມບັດ	CCD	EMCCD
ຄວາມອ່ອນໄຫວ	ສູງ	ສູງຫຼາຍ (ໂດຍສະເພາະແສງໜ້ອຍ)
ສິ່ງລົບກວນອ່ານ	ປານກາງ	ຕໍ່າຫຼາຍ (ຍ້ອນກຳໄລ)
ຊ່ວງໄດນາມິກ	ສູງ	ປານກາງ (ຈຳກັດໂດຍກຳໄລ)
ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ	ຕ່ໍາກວ່າ	ສູງກວ່າ
ຄວາມເຢັນ	ທາງເລືອກ	ໂດຍປົກກະຕິຕ້ອງການສໍາລັບການປະຕິບັດທີ່ດີທີ່ສຸດ
ໃຊ້ກໍລະນີ	ຮູບພາບທົ່ວໄປ	ກວດພົບແສງໜ້ອຍ, ໂຟໂຕຕອນດຽວ

ເຊັນເຊີ EMCCD ກໍ່ສ້າງດ້ວຍເທກໂນໂລຍີ CCD ແບບດັ້ງເດີມໂດຍການລວມເອົາຂັ້ນຕອນການຄູນເອເລັກໂຕຣນິກ. ນີ້ຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍສັນຍານອ່ອນໆແລະຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງລົບກວນ, ເຮັດໃຫ້ EMCCDs ເປັນທາງເລືອກທີ່ມັກສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການຖ່າຍຮູບທີ່ມີແສງສະຫວ່າງຫນ້ອຍທີ່ສຸດບ່ອນທີ່ເຊັນເຊີ CCD ສັ້ນ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນຂອງເຊັນເຊີ EMCCD

ເຊັນເຊີ EMCCD ຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປໃນຂົງເຂດວິທະຍາສາດແລະອຸດສາຫະກໍາທີ່ຕ້ອງການຄວາມອ່ອນໄຫວສູງແລະຄວາມສາມາດໃນການກວດພົບສັນຍານທີ່ອ່ອນເພຍ:

● ຈິນຕະນາການວິທະຍາສາດຊີວິດg: ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ເຊັ່ນ: ກ້ອງຈຸລະທັດ fluorescence ໂມເລກຸນດຽວ ແລະກ້ອງຈຸລະທັດ fluorescence ສະທ້ອນພາຍໃນທັງໝົດ (TIRF).
● ດາລາສາດ: ໃຊ້ສໍາລັບການຈັບແສງອ່ອນໆຈາກດາວທີ່ຢູ່ໄກ, ກາລັກຊີ, ແລະການຄົ້ນຄວ້າ exoplanet.
● Quantum Optics: ສໍາລັບການທົດລອງຂໍ້ມູນ entanglement photon ແລະ quantum.

● Forensics ແລະຄວາມປອດໄພ: ນຳໃຊ້ໃນການເຝົ້າລະວັງແສງຕ່ຳ ແລະ ການວິເຄາະຫຼັກຖານຕາມຮອຍ.
● Spectroscopy: ໃນ Raman spectroscopy ແລະການກວດຫາ fluorescence ຕ່ໍາ.

ເມື່ອໃດທີ່ທ່ານຄວນເລືອກເຊັນເຊີ EMCCD?

ດ້ວຍການປັບປຸງເຊັນເຊີ CMOS ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການອ່ານສິ່ງລົບກວນຂອງເຊັນເຊີ EMCCD ໄດ້ຫຼຸດລົງຍ້ອນວ່າໃນປັດຈຸບັນແມ່ນແຕ່ກ້ອງຖ່າຍຮູບ sCMOS ກໍ່ສາມາດມີສຽງລົບກວນອ່ານ subelectron, ຄຽງຄູ່ກັບຜົນປະໂຫຍດອື່ນໆຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຖ້າແອັບພລິເຄຊັນເຄີຍໃຊ້ EMCCDs ໃນເມື່ອກ່ອນ, ມັນຄຸ້ມຄ່າທີ່ຈະທົບທວນຄືນວ່ານີ້ແມ່ນທາງເລືອກທີ່ດີທີ່ສຸດທີ່ໄດ້ຮັບການພັດທະນາໃນ sCMOS.

ໃນປະຫວັດສາດ, EMCCDs ຍັງສາມາດປະຕິບັດການນັບ photon ໄດ້ຢ່າງສໍາເລັດຜົນ, ຄຽງຄູ່ກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ niche ອື່ນໆຈໍານວນຫນ້ອຍທີ່ມີລະດັບສັນຍານປົກກະຕິຫນ້ອຍກວ່າ 3-5e- ຕໍ່ pixel ສູງສຸດ. ເຖິງແມ່ນວ່າ, ດ້ວຍຂະຫນາດ pixels ລວງທີ່ໃຫຍ່ກວ່າແລະສຽງລົບກວນການອ່ານເອເລັກໂຕຣນິກມີຢູ່ໃນກ້ອງວິທະຍາສາດອີງຕາມເທກໂນໂລຍີ sCMOS, ມັນເປັນໄປໄດ້ວ່າແອັບພລິເຄຊັນເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະຖືກປະຕິບັດກັບ sCMOS ລະດັບສູງໃນໄວໆນີ້.

FAQs

ເວລາເປີດຮັບແສງໜ້ອຍສຸດສຳລັບກ້ອງຖ່າຍໂອນເຟຣມແມ່ນຫຍັງ?

ສໍາລັບເຊັນເຊີການໂອນເຟຣມທັງຫມົດ, ລວມທັງ EMCCDs, ຄໍາຖາມກ່ຽວກັບເວລາການເປີດເຜີຍຂັ້ນຕ່ໍາທີ່ເປັນໄປໄດ້ແມ່ນສັບສົນ. ສໍາລັບການໄດ້ມາຮູບພາບດຽວ, ການ exposure ສາມາດສິ້ນສຸດລົງໂດຍການ shuffling ຄ່າບໍລິການທີ່ໄດ້ມາເຂົ້າໄປໃນພື້ນທີ່ຫນ້າກາກສໍາລັບການອ່ານອອກຢ່າງໄວວາ, ແລະສັ້ນ (sub-microsecond) ເວລາ exposure ຕໍາ່ສຸດທີ່ເປັນໄປໄດ້.

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ທັນທີທີ່ກ້ອງຖ່າຍຮູບກໍາລັງຖ່າຍທອດດ້ວຍຄວາມໄວເຕັມ, ieacquiring ຫຼາຍເຟຣມ / ຮູບເງົາໃນອັດຕາເຟຣມເຕັມ, ທັນທີທີ່ຮູບພາບທໍາອິດສໍາເລັດການເປີດເຜີຍ, ພາກພື້ນຫນ້າກາກຖືກຄອບຄອງໂດຍກອບນັ້ນຈົນກ່ວາການອ່ານສໍາເລັດ. ດັ່ງນັ້ນການເປີດເຜີຍບໍ່ສາມາດສິ້ນສຸດໄດ້. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າ, ໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງເວລາທີ່ exposure ຮ້ອງຂໍໃນຊອບແວ, ເວລາ exposure ທີ່ແທ້ຈິງຂອງເຟຣມຕໍ່ມາຫຼັງຈາກທໍາອິດຂອງການຊື້ multi-frame ເຕັມຄວາມໄວແມ່ນໃຫ້ໂດຍເວລາກອບ, ie 1 / Frame Rate, ຂອງກ້ອງຖ່າຍຮູບ.

ເຕັກໂນໂລຊີ sCMOS ທົດແທນເຊັນເຊີ EMCCD ບໍ?

ກ້ອງ EMCCD ມີສອງລັກສະນະສະເພາະທີ່ຊ່ວຍຮັກສາຄວາມໄດ້ປຽບຂອງເຂົາເຈົ້າໃນສະຖານະການການຖ່າຍຮູບທີ່ມີແສງຕ່ໍາສຸດ (ມີລະດັບສັນຍານສູງສຸດຂອງ 5 photoelectrons ຫຼືນ້ອຍກວ່າ). ຫນ້າທໍາອິດ, pixels ຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງເຂົາເຈົ້າ, ສູງເຖິງ 16 μm, ແລະອັນທີສອງຂອງເຂົາເຈົ້າ <1e- ອ່ານສິ່ງລົບກວນ.

ລຸ້ນໃໝ່ຂອງກ້ອງ sCMOSໄດ້ປະກົດວ່າສະຫນອງລັກສະນະດຽວກັນເຫຼົ່ານີ້, ໂດຍບໍ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຈໍານວນຫລາຍຂອງ EMCCDs, ໂດຍສະເພາະແມ່ນປັດໃຈສຽງເກີນ. ກ້ອງຖ່າຍຮູບເຊັ່ນ Aries 16 ຈາກ Tucsen ສະເຫນີ 16 μm back-illuminated pixels ທີ່ມີສິ່ງລົບກວນອ່ານຂອງ 0.8e-. ດ້ວຍສິ່ງລົບກວນຕໍ່າ ແລະ 'ຕາມເດີມ' pixels ຂະຫນາດໃຫຍ່, ກ້ອງຖ່າຍຮູບເຫຼົ່ານີ້ຍັງປະຕິບັດໄດ້ດີກວ່າກ້ອງຖ່າຍຮູບ sCMOS binned ຫຼາຍທີ່ສຸດ, ເນື່ອງຈາກຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງ binning ແລະສິ່ງລົບກວນອ່ານ.

ຖ້າທ່ານຕ້ອງການຮຽນຮູ້ເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບ EMCCD, ກະລຸນາຄລິກ:

ສາມາດທົດແທນ EMCCD ແລະພວກເຮົາຕ້ອງການມັນບໍ?