24/05/22EMCCD мэдрэгч нь нээлт болсон: унших чимээг бууруулснаар мэдрэмжээ нэмэгдүүлээрэй. Бараг, илүү бодитойгоор бид таны унших чимээг бага юм шиг харагдуулахын тулд дохиог нэмэгдүүлсэн.
Бид тэдэнд хайртай байсан тул тэд нэг молекул, спектроскопи гэх мэт дохио багатай гэр олж, дараа нь эргэлдэх диск, супер нягтрал болон бусад зүйлсийн микроскопын системийн үйлчилгээ үзүүлэгчдийн дунд тархсан. Тэгээд бид тэднийг алсан. Эсвэл бид байсан уу?
EMCCD технологи нь e2V болон Texas Instruments гэсэн хоёр гол нийлүүлэгчтэй түүхтэй. E2V, одоогийн Teledyne e2V нь 1990-ээд оны сүүлчээр эхэн үеийн мэдрэгчүүдээр ажиллаж эхэлсэн боловч 16 микрон пиксел бүхий 512 x 512 массив бүхий хамгийн их хүлээн зөвшөөрөгдсөн хувилбараар бодит алхам хийсэн.
Энэхүү анхны бөгөөд магадгүй хамгийн давамгайлсан EMCCD мэдрэгч нь бодит нөлөө үзүүлсэн бөгөөд үүний тал хувь нь пикселийн хэмжээ байв. Микроскоп дээрх 16 микрон пиксел нь алдартай CoolSnap болон Orca цувралд багтсан тухайн үеийн хамгийн алдартай CCD ICX285-аас 6 дахин их гэрэл цуглуулдаг. Пикселийн хэмжээнээс гадна эдгээр төхөөрөмжүүд нь арын гэрэлтүүлэгтэй байсан бөгөөд 30% илүү фотоныг хөрвүүлж, 6 дахин илүү мэдрэмжийг 7 болгон хувиргасан.
Тиймээс бид үүнийг асааж, EMCCD-ийн үр нөлөөг авахаас өмнө EMCCD нь 7 дахин илүү мэдрэмтгий байсан. Одоо мэдээжийн хэрэг та CCD-ийг хольж болно, эсвэл оптик ашиглан илүү том пикселийг үүсгэж болно гэж маргаж болно - энэ нь ихэнх хүмүүс тийм биш байсан!
Үүнээс гадна 1 электроноос доош уншигдах дуу чимээг авах нь чухал байсан. Энэ нь түлхүүр байсан ч үнэ төлбөргүй байсангүй. Үржүүлэх үйл явц нь дохионы хэмжилтийн тодорхойгүй байдлыг нэмэгдүүлж, үржүүлгийн дуу чимээ, харанхуй гүйдэл болон үржүүлэхээс өмнө бидэнд байсан бусад бүх зүйлийг 1.4 дахин нэмэгдүүлсэн. Тэгэхээр энэ нь юу гэсэн үг вэ? Энэ нь EMCCD нь илүү мэдрэмтгий боловч зөвхөн гэрэл багатай үед л хэрэгтэй гэсэн үг юм уу?
Сонгодог CCD-ийн эсрэг энэ нь ямар ч өрсөлдөөн байсангүй. Том пиксел, илүү QE, EM Gain. Бид бүгд баяртай байсан, ялангуяа камерын борлуулалтанд байгаа хүмүүс: 40,000 доллар, гуйя ...
Бидний хийж чадах цорын ганц зүйл бол хурд, мэдрэгчийн талбай, (бид үүнийг боломжтой гэдгийг мэдээгүй байсан) жижиг пикселийн хэмжээ байв.
Дараа нь экспортын хяналт, дагаж мөрдөх журам гарч ирсэн бөгөөд энэ нь хөгжилтэй байсангүй. Ганц молекулыг хянах, пуужин хянах нь ижил төстэй бөгөөд камерын компаниуд болон тэдний үйлчлүүлэгчид камерын борлуулалт, экспортыг хянах шаардлагатай болсон.
Дараа нь sCMOS гарч ирээд, дэлхийг амлаж, дараа нь дараагийн 10 жилийн хугацаанд бараг хүргэх болно. Жижиг пикселүүд нь 60x зорилгод дуртай 6.5 микроныг авдаг бөгөөд бүгд 1.5 орчим электрон унших чимээ багатай. Одоо энэ нь үнэхээр EMCCD биш байсан ч тухайн үеийн харьцуулсан CCD технологийн 6 электронтой харьцуулахад гайхалтай байсан.
Анхны sCMOS урд талдаа гэрэлтсэн хэвээр байв. Гэвч 2016 онд арын гэрэлтүүлэгтэй sCMOS гарч ирсэн бөгөөд үүнийг урд талын гэрэлтүүлэгтэй анхны хувилбаруудад илүү мэдрэмтгий болгохын тулд 11 микрон пикселтэй болсон. QE-ийг нэмэгдүүлж, пикселийн хэмжээг нэмэгдүүлснээр хэрэглэгчид 3.5 дахин давуу талтай болсон мэт санагдсан.
Эцэст нь, 2021 онд дэд электрон унших чимээ эвдэрч, зарим камер 0.25 электрон хүртэл багассан - EMCCD-ийн хувьд бүх зүйл дууссан.
Эсвэл тийм байсан ...
За, бага зэрэг асуудал бол пикселийн хэмжээ хэвээр байна. Дахин хэлэхэд та хүссэн зүйлээ оптик байдлаар хийх боломжтой, гэхдээ ижил систем дээр 4.6 микрон пиксел нь 16 микронтой харьцуулахад 12 дахин бага гэрэл цуглуулдаг.
Одоо та хогийн сав хийж болно, гэхдээ ердийн CMOS-ээр хогийн савлах нь хогийн хүчин зүйлийн функцээр дуу чимээг нэмэгдүүлдэг гэдгийг санаарай. Тиймээс ихэнх хүмүүс 6.5 микрон пикселдээ сэтгэл хангалуун байдаг ч мэдрэмжийн түвшинд хүрэх боломжтой гэж боддог ч унших чимээг 3 электрон болгон хоёр дахин нэмэгдүүлж байна.
Дуу чимээг багасгах боломжтой байсан ч пикселийн хэмжээ, бүрэн худаг нь жинхэнэ дохио цуглуулахад тохиромжгүй хэвээр байна.
Өөр нэг зүйл бол ашиг ба тодосгогч юм - илүү саарал өнгөтэй байх ба дохиогоо жижигрүүлэх нь илүү сайн тодосгогчийг өгдөг. Та ижил дуу чимээтэй байж болно, гэхдээ CMOS-той электрон бүрд ердөө 2 саарал өнгийг харуулахад танд ердөө 5 электрон дохио байхад тоглох нь тийм ч их гарахгүй.
Эцэст нь хаалтын талаар юу хэлэх вэ? Заримдаа бид EMCCD-д энэ нь ямар хүчирхэг хэрэгсэл байсныг мартдаг гэж би боддог: дэлхийн хаалтууд нь үнэхээр тусалдаг бөгөөд маш хөнгөн бөгөөд хурдны хэмнэлттэй байдаг, ялангуяа олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй төвөгтэй системүүдэд.
Миний харсан цорын ганц sCMOS камер нь 512 x 512 EMCCD мэдрэгчтэй ойртож чадсан нь Aries 16 юм. Энэ нь 16 микрон пикселээс эхэлж, 0.8 электрон унших чимээ гаргадаг. 5-аас дээш фотоны (16 микрон пиксел тутамд) дохионы хувьд энэ нь миний харж байсан хамгийн шилдэг нь бөгөөд үнэ нь бараг тал хувь нь гэж бодож байна.
Тэгэхээр EMCCD үхсэн үү? Үгүй ээ, бид дахин ийм сайн зүйл олж авах хүртэл үхэхгүй. Асуудал нь бүх асуудал: илүүдэл дуу чимээ, хөгшрөлт, экспортын хяналт ...
Хэрэв EMCCD технологи нь онгоц байсан бол энэ нь Конкорд байх байсан. Онгоцоор ниссэн бүх хүмүүст таалагдаж байсан ч тэдэнд хэрэггүй байсан байх, одоо илүү том суудал, хавтгай тавцантай болсон тул Атлантын далайг гатлан 3 цаг илүү унтаарай.
EMCCD нь Конкордоос ялгаатай нь одоо ч амьд хэвээр байгаа тул зарим хүмүүст - цөөн тоогоор, байнга буурч байгаа хүмүүст хэрэгтэй хэвээр байна. Эсвэл тэд зүгээр л тэгдэг гэж боддог болов уу?
EMCCD-ийг ашиглах нь хамгийн үнэтэй бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг дүрслэлийн технологи нь таныг онцгой эсвэл дүрслэлийн мэргэжилтэн болгодоггүй - та зүгээр л өөр зүйл хийж байна. Хэрэв та өөрчлөх гэж оролдоогүй бол өөрчлөх хэрэгтэй байх.
