24/05/22EMCCD සංවේදක යනු හෙළිදරව්වකි: ඔබේ කියවීමේ ශබ්දය අඩු කිරීමෙන් ඔබේ සංවේදීතාව වැඩි කරන්න. හොඳයි, බොහෝ දුරට, වඩාත් යථාර්ථවාදීව, අපි ඔබේ කියවීමේ ශබ්දය කුඩා බව පෙන්වීමට සංඥාව වැඩි කරමින් සිටියෙමු.
අපි ඔවුන්ට ගොඩක් ආදරෙයි, ඔවුන් තනි අණුවක් සහ වර්ණාවලීක්ෂය වැනි අඩු සංඥා ක්‍රියාකාරිත්වයක් සහිත ක්ෂණික නිවහනක් සොයා ගත්තා, පසුව භ්‍රමණ තැටිය, සුපිරි විභේදනය සහ ඉන් ඔබ්බට දේවල් සඳහා අන්වීක්ෂ පද්ධති සපයන්නන් අතර පැතිරුණා. ඊට පස්සේ අපි ඔවුන්ව මැරුවා. නැත්නම් අපිද?
EMCCD තාක්ෂණයට එහි ඉතිහාසය ඇත්තේ ප්‍රධාන සැපයුම්කරුවන් දෙදෙනෙකු සමඟ ය: e2V සහ ටෙක්සාස් උපකරණ. දැන් ටෙලිඩයින් e2V ලෙස හඳුන්වන E2V, 1990 දශකයේ අග භාගයේදී මුල් සංවේදක සමඟ මෙම පෙරළිය ආරම්භ කළ නමුත් මයික්‍රෝන 16 පික්සල සහිත 512 x 512 අරාවක් සහිත වඩාත් පිළිගත් ප්‍රභේදය සමඟ සැබෑ ප්‍රගතියක් ලබා ගත්තේය.
මෙම ආරම්භක සහ බොහෝ විට වඩාත්ම ප්‍රමුඛ EMCCD සංවේදකය සැබෑ බලපෑමක් ඇති කළ අතර මෙයින් අඩක් සැබවින්ම පික්සල් ප්‍රමාණය විය. අන්වීක්ෂයක මයික්‍රෝන 16 පික්සල එකල ජනප්‍රියම CCD එක වන ජනප්‍රිය CoolSnap සහ Orca ශ්‍රේණිවල දැක්වෙන ICX285 ට වඩා 6 ගුණයකින් වැඩි ආලෝකයක් රැස් කළේය. පික්සල් ප්‍රමාණයෙන් ඔබ්බට, මෙම උපාංග නැවත ආලෝකමත් කරන ලද අතර එම 6 ගුණයකින් වැඩි සංවේදීතාවයක් 7 බවට පත් කරමින් 30% වැඩි ෆෝටෝන පරිවර්තනය කරන ලදී.
ඉතින් ඵලදායී ලෙස EMCCD අපි එය සක්‍රිය කිරීමට පෙර 7 ගුණයකින් සංවේදී විය සහ EMCCD ලාභයේ බලපෑම ලබා ගත්තා. දැන් ඇත්ත වශයෙන්ම ඔබට CCD බින් කළ හැකි බවට තර්ක කළ හැකිය, නැතහොත් විශාල පික්සල් ප්‍රමාණ නිර්මාණය කිරීමට ඔබට දෘෂ්ටි විද්‍යාව භාවිතා කළ හැකිය - බොහෝ අය එසේ කළේ නැත!
මෙයින් ඔබ්බට, ඉලෙක්ට්‍රෝන 1 ට අඩු කියවීමේ ශබ්දය ලබා ගැනීම යතුරයි. එය යතුරයි, නමුත් එය නොමිලේ නොවේ. ගුණ කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සංඥා මිනුම්වල අවිනිශ්චිතතාව වැඩි කළේය, එනම් වෙඩි තැබීමේ ශබ්දය, අඳුරු ධාරාව සහ ගුණ කිරීමට පෙර අප සතුව තිබූ වෙනත් ඕනෑම දෙයක් 1.4 ගුණයකින් වැඩි විය. ඉතින්, එයින් අදහස් කළේ කුමක්ද? හොඳයි, එයින් අදහස් කළේ EMCCD වඩාත් සංවේදී බවයි, නමුත් අඩු ආලෝකයේදී පමණි, හොඳයි, ඔබට එය අවශ්‍ය වූ විට එය එසේද?
සම්භාව්‍ය CCD එකකට එරෙහිව, එය තරඟයක් නොවීය. විශාල පික්සල, වැඩි QE, EM ලාභය. අපි හැමෝම සතුටු වුණා, විශේෂයෙන් කැමරා අලෙවියේ සිටින අපි: ඩොලර් 40,000, කරුණාකරලා...
අපට තවත් කළ හැකිව තිබුණේ වේගය, සංවේදක ප්‍රදේශය සහ (එය කළ හැකි බව අප දැන සිටියේ නැත) කුඩා පික්සල් ප්‍රමාණය පමණි.
ඉන්පසු අපනයන පාලනයන් සහ අනුකූලතාවය පැමිණියේය, එය විනෝදජනක නොවීය. තනි අණු ලුහුබැඳීම සහ රොකට් ලුහුබැඳීම සමාන බව පෙනී ගිය අතර, කැමරා සමාගම් සහ ඔවුන්ගේ ගනුදෙනුකරුවන්ට කැමරා අලෙවිය සහ අපනයන පාලනය කිරීමට සිදු විය.
ඉන්පසු sCMOS පැමිණියේ ලෝකයට පොරොන්දු වෙමින් - ඉන්පසු ඊළඟ වසර 10 තුළ එය ලබා දීමට ආසන්නව ය. කුඩා පික්සල මඟින් මිනිසුන්ට 60x අරමුණු සඳහා ඔවුන් ආදරය කළ මයික්‍රෝන 6.5 ලබා දෙන අතර සියල්ලටම ඉලෙක්ට්‍රෝන 1.5 ක පමණ අඩු කියවීමේ ශබ්දයක් ලබා දෙයි. දැන් මෙය එතරම් EMCCD නොවේ, නමුත් ඒ කාලයේ සංසන්දනාත්මක CCD තාක්ෂණයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන 6 ට එරෙහිව එය විශ්මයජනක විය.
ආරම්භක sCMOS තවමත් ඉදිරිපස ආලෝකමත් විය. නමුත් 2016 දී පසුපස ආලෝකමත් sCMOS පැමිණි අතර, එය මුල් ඉදිරිපස ආලෝකමත් අනුවාදවලට වඩා සංවේදී බව පෙන්වීමට එහි මයික්‍රෝන 11 පික්සල තිබුණි. QE වැඩි කිරීම සහ පික්සල ප්‍රමාණය වැඩිවීමත් සමඟ, පාරිභෝගිකයින්ට හැඟුණේ තමන්ට 3.5 x වාසියක් ඇති බවයි.
අවසාන වශයෙන්, 2021 දී උප-ඉලෙක්ට්‍රෝන කියවීමේ ශබ්දය බිඳී ගිය අතර සමහර කැමරා ඉලෙක්ට්‍රෝන 0.25 දක්වා පහත වැටුණි - EMCCD සඳහා සියල්ල අවසන් විය.
නැත්නම් ඒක ...
හොඳයි, ගැටලුවේ එක් කොටසක් තවමත් පික්සල් ප්‍රමාණයයි. නැවතත් ඔබට දෘශ්‍යමය වශයෙන් ඔබට අවශ්‍ය දේ කළ හැකිය, නමුත් එම පද්ධතියේම, මයික්‍රෝන 4.6 පික්සලයක් මයික්‍රෝන 16 පික්සලයකට වඩා 12 ගුණයකින් අඩු ආලෝකයක් රැස් කරයි.
දැන් ඔබට බින් කළ හැකිය, නමුත් සාමාන්‍ය CMOS සමඟ බින් කිරීම බින් කිරීමේ සාධකයේ ශ්‍රිතයක් මගින් ශබ්දය වැඩි කරන බව මතක තබා ගන්න. එබැවින් බොහෝ අය ඔවුන්ගේ මයික්‍රෝන 6.5 පික්සල ගැන සතුටු වන අතර ඔවුන්ට සංවේදීතාවයට බින් කළ හැකි යැයි සිතති, නමුත් ඔවුන් ඔවුන්ගේ කියවීමේ ශබ්දය ඉලෙක්ට්‍රෝන 3 දක්වා දෙගුණ කරයි.
ශබ්දය අඩු කළ හැකි වුවද, පික්සල් ප්‍රමාණය සහ ඒ සඳහා සම්පූර්ණ හොඳින් තිබීම, සැබෑ සංඥා එකතු කිරීම සඳහා තවමත් සම්මුතියකි.
අනෙක් දෙය නම් ලාභය සහ වෙනසයි - වැඩි අළු පැහැයක් තිබීම සහ ඔබේ සංඥාව කුඩා කිරීම වඩා හොඳ වෙනස ලබා දෙයි. ඔබට එකම ශබ්දයක් තිබිය හැකිය, නමුත් ඔබ CMOS සමඟ සෑම ඉලෙක්ට්‍රෝනයකටම අළු පැහැයන් 2 ක් පමණක් පෙන්වන විට, ඔබට සංඥා ඉලෙක්ට්‍රෝන 5 ක් පමණක් ඇති විට ඔබට සෙල්ලම් කිරීමට වැඩි යමක් නොලැබේ.
අවසාන වශයෙන්, ෂටරින් ගැන කුමක් කිව හැකිද? සමහර විට අපි EMCCD හි මෙය කොතරම් බලවත් මෙවලමක් දැයි අමතක කරමු යැයි මම සිතමි: ගෝලීය ෂටර් සැබවින්ම උපකාරී වන අතර ඉතා සැහැල්ලු හා වේගවත් කාර්යක්ෂම වේ, විශේෂයෙන් සංකීර්ණ බහු-සංරචක පද්ධතිවල.
512 x 512 EMCCD සංවේදකයට ආසන්නව දැක ඇති එකම sCMOS කැමරාව Aries 16 ය. මෙය මයික්‍රෝන 16 පික්සල වලින් ආරම්භ වන අතර බින් කිරීමට අවශ්‍ය නොවී කියවීමේ ශබ්දය ඉලෙක්ට්‍රෝන 0.8 ක් ලබා දෙයි. ෆෝටෝන 5 ට වැඩි (මයික්‍රෝන 16 පික්සලයකට) සංඥා සඳහා, එය මා කවදා හෝ දැක ඇති හොඳම සහ මිලෙන් අඩක් පමණ යැයි මම සිතමි.
ඉතින් EMCCD මැරිලාද? නැහැ, ඒ වගේම අපිට ආයෙත් ඒ වගේ හොඳ දෙයක් ලැබෙනකම් ඒක ඇත්තටම මැරෙන්නේ නැහැ. ගැටලුව තමයි, හොඳයි, සියලු ගැටලු: අතිරික්ත ශබ්දය, වයසට යාම, අපනයන පාලනය...
EMCCD තාක්ෂණය ගුවන් යානයක් නම්, එය කොන්කෝඩ් එකක් වනු ඇත. එය පැදවූ සෑම කෙනෙකුම එයට ආදරය කළ නමුත්, ඔවුන්ට එය අවශ්‍ය නොවන්නට ඇත, දැන් විශාල ආසන සහ පැතලි ඇඳන් සමඟ - අත්ලාන්තික් සාගරය හරහා එම අමතර පැය 3 නිදාගන්න.
කොන්කෝඩ් මෙන් නොව, EMCCD තවමත් ජීවමානයි, මන්ද සමහර අයට - කුඩා, නිරන්තරයෙන් අඩු වන සංඛ්‍යාවකට - තවමත් එය අවශ්‍ය වන බැවිනි. නැතහොත් සමහර විට ඔවුන් එසේ සිතනවාද?
EMCCD එකක් භාවිතා කිරීම, වඩාත්ම මිල අධික හා සංකීර්ණ බහුලව භාවිතා වන රූපකරණ තාක්ෂණය ඔබව විශේෂ හෝ රූපකරණ විශේෂඥයෙකු බවට පත් නොකරයි - ඔබ කරන්නේ වෙනස් දෙයක් පමණි. ඔබ වෙනස් වීමට උත්සාහ කර නොමැති නම්, ඔබ බොහෝ විට එසේ කළ යුතුය.
