24/05/22Li-sensor tsa EMCCD e ne e le tšenolo: eketsa kutlo ea hau ka ho fokotsa lerata la hau la ho bala. Hantle, hoo e ka bang, ka 'nete re ne re ntse re eketsa lets'oao ho etsa hore lerata la hau la ho bala le shebahale eka le le lenyenyane.
Mme re ne re ba rata, ba ile ba fumana lehae le haufi le nang le matshwao a tlase a mosebetsi o kang molek'hule e le 'ngoe le spectroscopy ebe ba hasana har'a bafani ba sistimi ea microscope bakeng sa lintho tse kang spinning disc, super resolution le ho feta. Eaba rea ba bolaea. Kapa re ile ra etsa joalo?
Theknoloji ea EMCCD e na le nalane ea eona le barekisi ba babeli ba bohlokoa: e2V le Texas Instruments. E2V, eo hona joale e leng Teledyne e2V, e qalile ts'ebetso ena ka li-sensor tsa pele ho elella bofelong ba lilemo tsa bo-1990 empa ea hatela pele ka mofuta o amohelehang ka ho fetesisa, e nang le mefuta e mengata ea 512 x 512 e nang le lipikselse tse 16-micron.
Sensor ena ea pele, 'me mohlomong e hlahelletseng ka ho fetesisa ea EMCCD e bile le tšusumetso ea' nete mme halofo ea eona e ne e hlile e le boholo ba pixel. Lipikselse tsa 16-micron ka microscope li ile tsa bokella leseli le fetang makhetlo a 6 ho feta CCD e tummeng ka ho fetisisa ea nako eo, ICX285, e hlahang letotong le tummeng la CoolSnap le Orca. Ka ntle ho boholo ba pixel, lisebelisoa tsena li ne li khantšitsoe ka morao ho fetola 30% ea li-photon tse eketsehileng ka makhetlo a 6 ho feta 7.
Ka hona, EMCCD e ne e na le kutloelo-bohloko makhetlo a 7 pele re e bulela le ho fumana phello ea phaello ea EMCCD. Joale u ka pheha khang ea hore u ka kopa CCD, kapa u ka sebelisa optics ho theha boholo ba pixels tse kholoanyane - ke batho ba bangata ba sa kang ba etsa joalo!
Ka ntle ho sena, ho fumana lerata le baloang ka tlase ho 1 electron e ne e le senotlolo. E ne e le senotlolo, empa e ne e se mahala. Mokhoa oa ho atisa ho eketsa ho se tsitse ha tekanyo ea pontšo e bolelang lerata la ho thunngoa, maqhubu a lefifi, le ntho leha e le efe eo re neng re e-na le eona pele ho atisa ho eketsoa ka ntlha ea 1.4. Joale, seo se ne se bolela’ng? Ho ne ho bolela hore EMCCD e ne e na le kutloelo-bohloko haholoanyane empa e le ka leseli le tlase, na ke mofuta oa ha u e hloka hantle?
Khahlanong le CCD ea khale, e ne e se tlholisano. Lipikselse tse kholo, QE e ngata, EM Gain. 'Me kaofela re ne re thabile, haholo-holo ba rona re rekisang lik'hamera: $40,000, ka kopo ...
Lintho feela tseo re ka beng re li entse ho feta e ne e le lebelo, sebaka sa sensor, le (eseng hore re ne re tseba hore ho ka khoneha) boholo bo bonyenyane ba pixel.
Joale ho ile ha tla litsamaiso tsa ho romela thepa kantle ho naha le ho latela melao, 'me seo ha sea ka sa thabisa. Ho ile ha fumaneha hore ho latela limolek'hule tse le 'ngoe le lirokete tsa morao-rao li tšoana,' me lik'hamphani tsa lik'hamera le bareki ba tsona ba ne ba tlameha ho laola thekiso ea lik'hamera le thepa e tsoang linaheng tse ling.
Eaba sCMOS ea tla, ea qala ka ho ts'episa lefats'e -ebile lilemong tse 10 tse tlang e batla e fana ka eona. Lipikselse tse nyane li fumana batho li-micron tse 6.5 tseo ba li ratileng bakeng sa sepheo sa 60x 'me kaofela li na le lerata le tlase la li-electrone tse ka bang 1.5. Hona joale ena e ne e se EMCCD haholo, empa khahlanong le li-electrone tse 6 tsa theknoloji ea CCD e bapisang ea nako eo e ne e hlolla.
Li-sCMOS tsa pele li ne li ntse li bonesitsoe pele. Empa ka 2016 sCMOS e bonesitsoeng ka morao e ile ea fihla, 'me ho etsa hore e shebahale e le bonolo haholoanyane ho liphetolelo tsa pele tse bonesitsoeng pele e ne e na le lipikselse tse 11-micron. Ka keketseho ea QE le boholo ba pixel, bareki ba ne ba ikutloa eka ba na le monyetla oa 3.5 x.
Qetellong, ka 2021 lerata la "sub-electronic read" le ile la robeha, 'me lik'hamera tse ling li ile tsa theohela tlaase ho lielektrone tse 0.25 - e ne e felile bakeng sa EMCCD.
Kapa e ne e...
Che, bothata bo bong e ntse e le boholo ba pixel. Hape u ka etsa seo u se batlang ka mokhoa o ts'oanang empa ka sistimi e ts'oanang, pixel ea 4.6-micron e bokella 12 x leseli le tlase ho feta 16-micron e le 'ngoe.
Joale o ne o ka kenya letsoho, empa hopola hore ho tlama ka CMOS e tloaelehileng ho eketsa lerata ka ts'ebetso ea ntlha ea binning. Kahoo batho ba bangata ba thabetse lipikselse tsa bona tsa 6.5-micron ba nahana hore ba ka khona ho ba le kutlo, empa ba eketsa lerata la bona la ho bala habeli ho li-electrone tse 3.
Leha lerata le ka fokotsoa, boholo ba pixel, 'me bo tletse hantle bakeng sa taba eo, e ntse e le tšitiso bakeng sa pokello ea matšoao a' nete.
Ntho e 'ngoe ke phaello le phapang - ho ba le li-grays tse ngata le ho khaola lets'oao la hau hanyane ho fana ka phapang e ntle. U ka ba le lerata le tšoanang empa ha u bontša li-grays tse 2 feela bakeng sa elektronike e 'ngoe le e' ngoe e nang le CMOS ha u na ho hongata hoo u ka bapalang ka hona ha u e-na le li-electrone tse 5 feela tsa pontšo.
Qetellong, ho thoe'ng ka ho koala? Ka linako tse ling ke nahana hore re lebala hore na sesebelisoa sena se ne se le matla hakae ho EMCCD: li-shutter tsa lefats'e li thusa haholo 'me li bobebe haholo ebile li sebetsa ka lebelo, haholo-holo mekhoeng e rarahaneng ea likarolo tse ngata.
Khamera e le 'ngoe feela ea sCMOS eo ke e boneng e tla esita le haufi le 512 x 512 EMCCD sensor ke Aries 16. Sena se qala ka li-pixels tsa 16-micron 'me se fana ka li-electrone tsa 0.8 tsa lerata la ho bala ntle le tlhokahalo ea ho kenya. Bakeng sa matšoao a kaholimo ho 5 photon (ka pixel ea 16-micron), ke nahana hore ke eona e ntle ka ho fetisisa eo nkileng ka e bona le halofo ea theko.
Joale na EMCCD e shoele? Che, 'me e ke ke ea shoa ho fihlela re fumana ntho e ntle joalo hape. Bothata ke mathata ohle: lerata le feteletseng, botsofali, taolo ea kantle ho naha ...
Haeba theknoloji ea EMCCD e ne e le sefofane, e ne e tla ba Concord. E mong le e mong ea neng a e fofa o ne a e rata, empa mohlomong ba ne ba sa e hloke 'me hona joale e na le litulo tse kholoanyane le libethe tse bataletseng - robala feela lihora tse 3 tse eketsehileng ka mose ho Atlantic.
EMCCD, ho fapana le Concord, e ntse e phela hobane batho ba bang - palo e nyane, e ntseng e fokotseha - ba ntse ba e hloka. Kapa mohlomong ba nahana feela hore ba etsa joalo?
Ho sebelisa EMCCD, theknoloji ea litšoantšo e theko e boima ka ho fetisisa le e rarahaneng e sebelisoang ke batho ba bangata ha e u etse ea khethehileng, kapa setsebi sa litšoantšo - u mpa u etsa se fapaneng. 'Me haeba ha u e-s'o leke ho fetoha, mohlomong u lokela ho etsa joalo.
