25/08/01O le Electron-Multiplying CCD sensor o se fa'afouga o le CCD sensor e fa'ataga ai le fa'aogaina o le malamalama maualalo. E masani ona fa'amoemoe mo fa'ailo o ni nai selau photoelectrons, e o'o atu i le fa'asologa o le photon-counting level.
O lenei tusiga o loʻo faʻamatalaina ai mea e faʻaogaina ai le EMCCD, pe faʻafefea ona faʻaogaina, o latou lelei ma mea le lelei, ma pe aisea ua latou manatu ai o le isi suiga ole tekonolosi CCD mo ata maualalo.
O le a le EMCCD Sensor?
O le Electron-Multiplying Charge-Coupled Device (EMCCD) sensor o se ituaiga faʻapitoa o le sensor CCD e faʻalauteleina ai faailo vaivai aʻo leʻi faitauina, e mafai ai ona matua maualuga le maaleale i siosiomaga maualalo.
Na amata amataina mo talosaga e pei ole su'esu'ega o le vateatea ma le va'aiga mamao, EMCCDs e mafai ona iloa ata e tasi, o se galuega o lo'o tauivi ai masini CCD masani. O lenei tomai e iloa ai ata ta'ito'atasi e taua tele ai EMCCDs mo fanua e mana'omia ai ata sa'o i lalo ole la'ititi o le malamalama.
E Fa'afefea ona Galue EMCCD Sensors?
E oʻo atu i le tulaga o le faitau, EMCCD masini e faʻaogaina i luga o mataupu faavae tutusa e pei o le CCD sensor. Peita'i, a'o le'i fuaina ma le ADC, e fa'ateleina tau e iloa e ala i se fa'agasologa e ta'ua o le impactionization, ile 'resitara fa'atele eletise'. I luga o se faasologa o le selau o laasaga, o moliaga mai se pika o loʻo faʻagasolo i luga o se faasologa o matapulepule pixels i le maualuga maualuga. O eletise ta'itasi i la'asaga ta'itasi o lo'o i ai le avanoa e fa'aopoopo ai le eletise. O le faailo la e faʻateleina faʻateleina.
O le i'uga o le EMCCD fa'avasega lelei o le mafai lea ona filifili se aofa'i sa'o o fa'atelega fa'atele, e masani lava ile 300 i le 400 mo galuega maualalo. Ole mea lea e mafai ai ona fa'ateleina fa'ailoga ua iloa e sili mamao atu nai lo le pisa faitau a le meapueata, ma fa'aitiitia ai le leo faitau a le meapueata. Ae paga lea, o le natura stochastic o lenei faiga faʻateleina o lona uiga o pika taʻitasi e faʻateleina i se aofaʻi ese, lea e faʻaalia ai se faʻaopoopoga o le pisa, faʻaitiitia ai le fua faatatau o le faailo-i-piso (SNR) a le EMCCD.
Ole fa'avasegaga lea ole fa'aogaina ole masini EMCCD. Seia oʻo i le Laasaga 6, o le faʻagasologa e tutusa lelei lava ma lena mo masini CCD.
Ata: Fa'asologa o le faitau mo le EMCCD sensor
I le fa'ai'uga o lo latou fa'aalia, e fa'ato'a fa'agaoioi muamua e masini EMCCD tau fa'aputuina i se fa'aputuga o pika e tutusa le fua e pei o le fa'aogaina o le malamalama (fa'aliliuina fa'avaa). Ona, tasi le laina i le taimi, o tau e ave i totonu o se tusi resitala faitau. E tasi le koluma i le taimi, o totogi i totonu o le tusi resitala faitau e pasi atu i le tusi resitala faʻateleina. I laʻasaga taʻitasi o lenei tusi resitala (e oʻo atu i le 1000 laʻasaga i mea pueata moni EMCCD), e maua e le eletise taʻitasi se avanoa itiiti e faʻasaʻo ai se isi eletise, faʻateleina le faʻailoga faʻapitoa. I le faaiuga, o le faʻailoga faʻateleina e faitau i fafo.
1. Fa'amama Totogi: Ina ia amata le mauaina, o le totogi e faʻamama i le taimi e tasi mai le masini atoa (tapuni lalolagi).
2. Fa'aputuga o Totogi: E fa'aputuina le tau a'o fa'aalia.
3. Totogi Teuina: A mae'a ona fa'aalia, e fa'ae'e atu tau fa'aputuina i se vaega o lo'o ufiufia o le masini, lea e mafai ai ona latou fa'atali le faitau e aunoa ma ni ata fou e iloa ai photons o lo'o faitauina. Ole faiga lea ole 'Frame Transfer'.
4. Fa'aaliga Fa'avaa Sosoo: Fa'atasi ai ma tau fa'amauina o lo'o teuina i totonu o fa'ailoga matapulepule, e mafai e pika fa'agaoioi ona amata le fa'aalia o le isi fa'avaa (faiga fa'asaga).
5. Fa'asologa o Faitauga: Tasi le laina i le taimi, o tau mo laina ta'itasi o le faavaa ua mae'a e ave i totonu o le 'resitala faitau'.
6. Ta'i tasi koluma i le taimi, o tau mai pika ta'itasi e fa'afeiloa'i i le node faitau.
7. Fa'atele ole Electron: O le isi mea, o totogi uma eletonika mai le pika e ulufale atu i le tusi resitala faʻateleina eletise, ma faʻasolosolo i luga o lea laasaga ma lea laasaga, faʻateleina le numera i laʻasaga taʻitasi.
8. Faitauina: O le faʻailoga faʻateleina e faitau e le ADC, ma toe fai le faagasologa seia oʻo ina faitau atoa le faʻavaa.
Le lelei ma le le lelei o EMCCD Sensors
Tulaga lelei o EMCCD Sensors
| Fa'amanuiaga | Fa'amatalaga |
| Faitauina o Photon | Su'esu'e ia photoelectron ta'itasi ma le pisapisao e sili ona maualalo le faitau (<0.2e⁻), e mafai ai ona ma'ale'ale tasi-photon. |
| Ma'ale'ale-Maulalo-Malamalama | E sili atu le lelei nai lo CCDs masani, o nisi taimi e sili atu e oo lava i meapueata sCMOS maualuga i tulaga maualalo maualalo. |
| Maulalo Pogisa Au | O le mālū loloto e fa'aitiitia ai le pisapisao vevela, fa'ataga ai ata mama i taimi umi fa'aaliga. |
| 'Afa-Global' Pupuni | Fa'aliliuina fa'avaa fa'ataga fa'alatalata-lalolagi fa'aaliga fa'atasi ma le vave tele o le suiga o le tau (~1 microsecond). |
● Photon faitau: Faatasi ai ma le maualuga o le faʻateleina o le eletise, faitau pisa e mafai ona faʻaumatia (<0.2e-). O lenei, faʻatasi ai ma le maualuga o le mauaina o le tau ma le faʻaogaina o le quantum lelei atoatoa, o lona uiga e mafai ona faʻavasegaina photoelectron taʻitasi.
● Ultra-Low-Light Sensitivity: Pe a fa'atusatusa i le CCD, o le fa'atinoga o le malamalama maualalo o EMCCD e matua'i sili atu ona lelei. Atonu e iai nisi o talosaga e maua ai e le EMCCD e sili atu le malosi e iloa ai ma fa'atusatusaina e o'o lava i le sCMOS pito maualuga ile la'ititi la'ititi la'ititi e mafai.
● Maulalo Pogisa A'ave: E pei o le CCDs, EMCCDs e masani ona loloto malulu ma mafai ona tuʻuina atu tau maualalo pogisa o iai nei.
● Pupuni 'Afa o le Lalolagi': O le fa'agasologa o le fa'aliliuina o fa'avaa e amata ma fa'ai'u le fa'aaliga e le'o fa'atasi moni, ae e masani lava ona fa'atonuina le 1 microsecond.
Le lelei o EMCCD Sensors
| Fa'aletonu | Fa'amatalaga |
| Fa'atapula'a le Saosaoa | O fua fa'avaa maualuga (~ 30 fps i le 1 MP) e sili atu le lemu nai lo isi fa'aonaponei CMOS. |
| Fa'aliga Pisa | Ole natura faʻafuaseʻi ole faʻateleina ole eletise e faʻaalia ai le pisa tele, faʻaitiitia le SNR. |
| Totogi Fa'aoso-Uati (CIC) | E mafai ona fa'ailoa mai fa'ailo sese e fa'ateleina. |
| Fa'aiti'itia Va'aiga Dynamic | O tupe maua maualuga e fa'aitiitia ai le fa'ailo maualuga e mafai e le sensor ona taulimaina a'o le'i tu'u. |
| Tele Pixel Tele | Ole lapopo'a masani ole pika (13-16 μm) e ono le fetaui ma le tele o mana'oga fa'aogaina. |
| Manaoga Malū mamafa | E mana'omia le mālū loloto mautu ina ia maua ai le fa'ateleina faifaipea ma le pisa maualalo. |
| Mana'oga Fa'avasega | EM maua fa'aletonu ile taimi (fa'atele pala), e mana'omia le fa'avasegaina masani. |
| Puupuu Fa'aaliga Fa'aletonu | O fa'aaliga pu'upu'u e mafai ona mafua ai le fa'alilolilo fa'alilolilo ma le pisa. |
| Tau maualuga | Lavelave gaosiga ma le malulu loloto e sili atu le taugata o nei masini nai lo le sCMOS. |
| Fa'atapula'a le Soifuaga | O le resitara fa'aeletonika e fa'ateleina, e masani ona umi le 5-10 tausaga. |
| Lu'itau i fafo | Fa'atatau i tulafono fa'atonu ona o talosaga fa'amiliteri. |
● Faatapulaa le Saosaoa: EMCCDs vave e maua ai le 30 fps i le 1 MP, e tutusa ma CCDs, faʻatonuga o le tele e sili atu lemu nai lo mea pueata CMOS.
● Faatomuaga Pisa: O le 'sili atu le pisa' e mafua mai i le fa'ateleina o le eletise, pe a fa'atusatusa i se mea pu'eata sCMOS maualalo le pisa e tutusa lelei, e mafai ona tu'uina atu i le EMCCD le pisapisao maualuga e fa'atatau i tulaga fa'ailoga. SNR mo sCMOS maualuga maualuga e masani lava ona sili atu mo faailoilo o le 3e-, e sili atu mo faailo maualuga.
● Totogi Fa'aoso-Uati (CIC): Se'i vagana ua pulea ma le toto'a, o le fegasoloai o tau i luga o le masini e mafai ona fa'aofia ai isi eletise i pixels. O lenei pisapisao e faʻateleina e le resitala faʻateleina eletise. O le maualuga o le saoasaoa o gaioiga (fua o le uati) e oʻo atu ai i le maualuga o fua faʻavaa, ae sili atu CIC.
● Fa'aiti'itia le Va'aiga Dynamic: O le maualuga tele o fa'atelega fa'aeletonika e mana'omia e fa'ato'ilaloina ai le pa'o faitau EMCCD e ta'ita'i atu ai i le fa'aititia tele o le fa'aogaina.
● Laise Pixel Tele: Ole la'ititi la'ititi masani ole lapo'a pika mo kamela EMCCD ole 10 μm, ae ole 13 po'o le 16 μm e sili ona taatele. Ole lapo'a tele lea e fa'afetaui le tele o mana'oga o fa'ai'uga o faiga fa'aogaina.
● Fa'atonu Manaoga: O le fa'asologa o le fa'aeletonika e fa'aumatia ai le resitala o le EM i le fa'aogaina, fa'aitiitia ai lona malosi e fa'ateleina i se fa'agasologa e ta'ua o le 'electron multiplication decay'. O lona uiga o le maua o le meapueata o loʻo suia i taimi uma, ma e manaʻomia e le meapuʻe le faʻavasegaina masani e faʻatino ai soʻo se ata faʻatusa.
● Faʻaalia le Faʻasalalau i Taimi Puupuu: A fa'aaoga taimi pupuu e fa'aalia ai, e mafai e mea pu'eata EMCCD ona maua ni fa'ai'uga e le fetaui ona o le fa'ailo vaivai e lofitūina i le pisapisao, ma o le fa'agasologa o le fa'atuputeleina e fa'ailoa mai ai fesuiaiga o fuainumera.
● Manaomia Malūlū mamafa: O le fa'asologa o le fa'aeletonika e malosi le a'afia i le vevela. O le fa'amalieina o le masini e fa'ateleina ai le fa'ateleina o le eletise avanoa. O le mea lea e taua tele ai le fa'amalieina loloto o le sensor a'o fa'atumauina le mautu o le vevela i fua fa'atatau EMCCD.
● Tau maualuga: O le faigata o le gaosiga o nei masini tele-vaega, faʻatasi ma le malulu loloto, e oʻo atu ai i tau e masani ona maualuga atu nai lo mea pueata sensor sCMOS sili ona lelei.
● Tapulaa le Olaga: Ole pala ole fa'aeletonika e tu'u ai se tapula'a ile olaga o nei masini taugata e masani ile 5-10 tausaga, fa'alagolago ile tulaga ole fa'aoga.
● Lu'itau i fafo: O le fa'aulufale mai ma le fa'aulufale atu o masini EMCCD e foliga mai e faigata tele ona o lo latou fa'aogaina i talosaga a le militeri.
Aisea e Sui ai le EMCCD i le CCD
| Fa'aaliga | CCD | EMCCD |
| Ma'ale'ale | Maualuga | Tele-maualuga (aemaise lava le malamalama maualalo) |
| Faitau Pisa | feololo | matua maualalo (ona o le maua) |
| Va'aiga malosi | Maualuga | Fa'atauva'a (fa'atapula'a i tupe maua) |
| Tau | Maulalo | Maualuga |
| Fa'alili | Filifili | E masani ona manaʻomia mo le faʻatinoga sili ona lelei |
| Fa'aoga Tulaga | Ata lautele | Malamalama maualalo, tasi-photon maua |
O masini EMCCD e fausia i luga o tekonolosi masani a le CCD e ala i le fa'aofiina o se la'asaga fa'atele eletise. O lenei mea e faʻaleleia ai le malosi e faʻateleina ai faʻailoga vaivai ma faʻaitiitia le pisapisao, ma avea ai le EMCCD ma filifiliga sili mo faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga e sili ona maualalo le malamalama pe a faʻapuupuu masini CCD.
Fa'aoga Autu ole EMCCD Sensors
O masini EMCCD e masani ona faʻaaogaina i faʻasaienisi ma fale gaosi oloa e manaʻomia ai le maualuga o le lagona ma le mafai ona iloa faʻailoga vaivai:
● Life Science Vaai faalemafaufaug: Mo fa'aoga e pei o se su'esu'ega fa'amalama mole mole e tasi ma le fa'ata'otoga fa'afoma'i atoa i totonu (TIRF).
● Vaitafe: Fa'aoga mo le pu'eina o le malamalama vaivai mai fetu mamao, galaxies, ma su'esu'ega o le lalolagi.
● Quantum Optik: Mo fa'ata'ita'iga o fa'ata'ita'iga o fa'amatalaga photon.
● Suʻesuʻega ma Puipuiga: Fa'afaigaluega i le mata'ituina o le malamalama ma su'esu'e fa'amaoniga.
● Spectroscopy: I le Raman spectroscopy ma le maualalo o le malosi ole su'esu'eina o le fluorescence.
O afea e tatau ai ona e filifilia se EMCCD Sensor?
Faatasi ai ma le faʻaleleia atili o masini CMOS i tausaga talu ai nei, ua faʻaitiitia le faʻaogaina o le leo faitau o masini EMCCD ona o le taimi nei e oʻo lava i mea pueata sCMOS ua mafai ona faʻaogaina le leo faitau, faatasi ai ma le tele o isi faʻamanuiaga. Afai na fa'aaoga muamua e se talosaga EMCCDs, e aoga tele le toe iloilo pe o le filifiliga sili lea e tu'uina atu i atina'e i le sCMOS.
I tala fa'asolopito, e mafai lava e EMCCD ona fa'atino le faitau fa'atosina sili atu ma le manuia, fa'atasi ai ma nai isi fa'aoga fa'ailoga fa'atasi ai ma tulaga fa'ailoga masani e itiiti ifo i le 3-5e-per pika i le tumutumu. Ae ui i lea, faʻatasi ai ma le tele o pixel size ma le sub-electron faitau leo o loʻo maua i totonumea pueata faasaienisifa'avae i luga ole tekonolosi sCMOS, e ono mafai fo'i ona fa'atino nei talosaga ile sCMOS maualuga.
FAQs
O le a le Taimi Laiti e Fa'aalia mo Meapueata Fa'aliliu?
Mo masini fa'asolo uma, e aofia ai EMCCDs, ole fesili ole la'ititi ole taimi ole fa'aalia ole lavelave. Mo le mauaina o ata e tasi, e mafai ona fa'amutaina le fa'aaliga e ala i le su'iina o tau na maua i totonu o le vaega o lo'o ufiufi mo le faitau vave, ma pupuu (sub-microsecond) taimi fa'alaiti e mafai.
Ae peitai, o le taimi lava e tafe ai le meapueata i le saoasaoa atoa, o le mauaina lea o le tele o faavaa / se ata tifaga i le fua atoa o le faavaa, o le taimi lava e maeʻa ai le faʻaalia o le ata muamua, o le vaega ufimata e nofoia e lena faʻavaa seia maeʻa le faitau. E le mafai la ona muta le fa'aaliga. O lona uiga, e tusa lava po o le a le taimi o le faʻaalia o loʻo talosagaina i totonu o le polokalama, o le taimi moni o le faʻaalia o faʻavaa mulimuli ane pe a maeʻa le taimi muamua o le mauaina o le tele-faʻapipiʻi atoa e tuʻuina atu i le taimi faʻavaa, ie 1 / Frame Rate, o le meapueata.
Po'o Suia ea e le sCMOS Tekinolosi EMCCD Sensors?
O mea pu'eata EMCCD e lua fa'amatalaga na fesoasoani e fa'atumauina ai lo latou avanoa i fa'ata'ita'iga o ata e matua'i maualalo (ma le maualuga o fa'ailoga e 5 photoelectrons pe itiiti ifo). Muamua, o latou pixels tetele, e oʻo atu i le 16 μm, ma le lona lua o latou <1e-faitau leo.
O se tupulaga fou osCMOS meapueataua tula'i mai o lo'o ofoina atu nei uiga tutusa, e aunoa ma le tele o fa'aletonu o EMCCDs, ae maise le tele o le pisa. O mea pueata e pei o le Aries 16 mai Tucsen e ofoina atu le 16 μm i tua-iluminated pixels ma se leo faitau o le 0.8e-. Faatasi ai ma le maualalo o le pisa ma 'native' pixels tetele, o nei mea pu'eata e sili atu le tele o mea pu'e pu'e sCMOS, ona o le sootaga i le va o le pa'u ma le leo faitau.
Afai e te fia iloa atili e uiga i le EMCCD, fa'amolemole kiliki:
E mafai ona Suia le EMCCD ma Pe Tatou te manana'o i lena mea?
Tucsen Photonics Co., Ltd. Ua taofia aia tatau uma. Pe a ta'ua, fa'amolemole fa'ailoa le puna:www.tucsen.com
