24/05/22EMCCD சென்சார்கள் ஒரு கண்டுபிடிப்பு: உங்கள் வாசிப்பு இரைச்சலைக் குறைப்பதன் மூலம் உங்கள் உணர்திறனை அதிகரிக்கவும். சரி, கிட்டத்தட்ட, மிகவும் யதார்த்தமாக, உங்கள் வாசிப்பு இரைச்சல் சிறியதாக இருப்பது போல் காட்ட சிக்னலை அதிகரித்துக் கொண்டிருந்தோம்.
நாங்கள் அவர்களை நேசித்தோம், ஒற்றை மூலக்கூறு மற்றும் நிறமாலை போன்ற குறைந்த சமிக்ஞை வேலைகளைக் கொண்ட உடனடி வீட்டைக் கண்டுபிடித்தனர், பின்னர் சுழலும் வட்டு, சூப்பர் தெளிவுத்திறன் மற்றும் அதற்கு அப்பால் உள்ள விஷயங்களுக்கு நுண்ணோக்கி அமைப்பு வழங்குநர்களிடையே பரவினர். பின்னர் நாங்கள் அவர்களைக் கொன்றோம். அல்லது நாமா?
EMCCD தொழில்நுட்பம் இரண்டு முக்கிய சப்ளையர்களுடன் அதன் வரலாற்றைக் கொண்டுள்ளது: e2V மற்றும் டெக்சாஸ் இன்ஸ்ட்ருமென்ட்ஸ். E2V, இப்போது டெலிடைன் e2V, 1990களின் இறுதியில் ஆரம்பகால சென்சார்களுடன் இந்த உருட்டலைத் தொடங்கியது, ஆனால் 16-மைக்ரான் பிக்சல்களுடன் 512 x 512 வரிசையைக் கொண்ட மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட மாறுபாட்டுடன் உண்மையான முன்னேற்றங்களைச் செய்தது.
இந்த ஆரம்ப மற்றும் அநேகமாக மிகவும் ஆதிக்கம் செலுத்தும் EMCCD சென்சார் உண்மையான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது, இதில் பாதி உண்மையில் பிக்சல் அளவு. ஒரு நுண்ணோக்கியில் 16-மைக்ரான் பிக்சல்கள் அந்தக் காலத்தின் மிகவும் பிரபலமான CCD, பிரபலமான CoolSnap மற்றும் Orca தொடர்களில் இடம்பெற்ற ICX285 ஐ விட 6 மடங்கு அதிக ஒளியைச் சேகரித்தன. பிக்சல் அளவைத் தாண்டி, இந்த சாதனங்கள் மீண்டும் ஒளிரச் செய்யப்பட்டன, 30% அதிகமான ஃபோட்டான்களை மாற்றுவதன் மூலம் 6 மடங்கு அதிக உணர்திறனை 7 ஆக மாற்றியது.
மிகவும் திறம்பட EMCCD ஐ இயக்குவதற்கு முன்பே 7 மடங்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டது, EMCCD ஆதாயத்தின் தாக்கத்தைப் பெறுவதற்கு முன்பே. இப்போது நீங்கள் CCD ஐ பின் செய்யலாம் அல்லது பெரிய பிக்சல்கள் அளவுகளை உருவாக்க ஒளியியலைப் பயன்படுத்தலாம் என்று வாதிடலாம் - பெரும்பாலான மக்கள் அதைச் செய்யவில்லை!
இதைத் தாண்டி, 1 எலக்ட்ரானுக்குக் கீழே படிக்கும் சத்தத்தைப் பெறுவது முக்கியம். அது முக்கியம், ஆனால் அது இலவசம் அல்ல. பெருக்கல் செயல்முறை சமிக்ஞை அளவீட்டின் நிச்சயமற்ற தன்மையை அதிகரித்தது, அதாவது ஷாட் சத்தம், இருண்ட மின்னோட்டம் மற்றும் பெருக்கலுக்கு முன்பு நம்மிடம் இருந்த வேறு எதையும் 1.4 காரணி அதிகரித்தது. சரி, அதன் அர்த்தம் என்ன? சரி, EMCCD அதிக உணர்திறன் கொண்டது என்று அர்த்தம், ஆனால் குறைந்த வெளிச்சத்தில் மட்டுமே, அது உங்களுக்குத் தேவைப்படும்போது அப்படித்தான் இல்லையா?
ஒரு கிளாசிக்கல் CCD-க்கு எதிராக, அது எந்தப் போட்டியும் இல்லை. பெரிய பிக்சல்கள், அதிக QE, EM ஆதாயம். நாங்கள் அனைவரும் மகிழ்ச்சியாக இருந்தோம், குறிப்பாக கேமரா விற்பனையில் இருந்தவர்கள்: $40,000, தயவுசெய்து...
வேகம், சென்சார் பகுதி மற்றும் (அது சாத்தியம் என்று எங்களுக்குத் தெரியாது) ஒரு சிறிய பிக்சல் அளவு மட்டுமே நாங்கள் இன்னும் அதிகமாகச் செய்திருக்க முடியும்.
பின்னர் ஏற்றுமதி கட்டுப்பாடுகளும் இணக்கமும் வந்தன, அது வேடிக்கையாக இல்லை. ஒற்றை மூலக்கூறுகளைக் கண்காணிப்பதும் ராக்கெட்டுகளைக் கண்காணிப்பதும் ஒரே மாதிரியானவை என்பதும், கேமரா நிறுவனங்களும் அவற்றின் வாடிக்கையாளர்களும் கேமரா விற்பனை மற்றும் ஏற்றுமதிகளைக் கட்டுப்படுத்த வேண்டியிருந்தது என்பதும் தெரியவந்துள்ளது.
பின்னர் sCMOS உலகிற்கு உறுதியளிப்பதன் மூலம் தொடங்கியது - பின்னர் அடுத்த 10 ஆண்டுகளில் அதை கிட்டத்தட்ட வழங்கியது. சிறிய பிக்சல்கள் 60x நோக்கங்களுக்காக மக்களுக்கு அவர்கள் விரும்பிய 6.5 மைக்ரான்களைப் பெற்றன, மேலும் அனைத்தும் சுமார் 1.5 எலக்ட்ரான்களின் குறைந்த வாசிப்பு சத்தத்துடன். இப்போது இது முற்றிலும் EMCCD அல்ல, ஆனால் அந்தக் கால ஒப்பீட்டு CCD தொழில்நுட்பத்தின் 6 எலக்ட்ரான்களுக்கு எதிராக இது ஆச்சரியமாக இருந்தது.
ஆரம்ப sCMOS இன்னும் முன்புற ஒளியூட்டப்பட்டே இருந்தது. ஆனால் 2016 ஆம் ஆண்டில் பின்புற ஒளியூட்டப்பட்ட sCMOS வந்தது, மேலும் அசல் முன்-ஒளியூட்டப்பட்ட பதிப்புகளுக்கு இன்னும் அதிக உணர்திறன் கொண்டதாகத் தோன்றும் வகையில் இது 11-மைக்ரான் பிக்சல்களைக் கொண்டிருந்தது. QE அதிகரிப்பு மற்றும் பிக்சல் அளவு அதிகரிப்புடன், வாடிக்கையாளர்கள் தங்களுக்கு 3.5 x நன்மை இருப்பதாக உணர்ந்தனர்.
இறுதியாக, 2021 ஆம் ஆண்டில், துணை-எலக்ட்ரான் வாசிப்பு சத்தம் உடைக்கப்பட்டது, சில கேமராக்கள் 0.25 எலக்ட்ரான்களாகக் குறைந்தன - EMCCD க்கு எல்லாம் முடிந்துவிட்டது.
அல்லது அது ... இருந்ததா?
சரி, இன்னும் ஒரு சிறிய பிரச்சனை பிக்சல் அளவுதான். மீண்டும் நீங்கள் ஒளியியல் ரீதியாக நீங்கள் விரும்புவதைச் செய்யலாம், ஆனால் அதே அமைப்பில், 4.6-மைக்ரான் பிக்சல் 16-மைக்ரான் பிக்சலை விட 12 மடங்கு குறைவான ஒளியைச் சேகரிக்கிறது.
இப்போது நீங்கள் பின் செய்யலாம், ஆனால் சாதாரண CMOS உடன் பின்னிங் செய்வது பின்னிங் காரணியின் செயல்பாட்டின் மூலம் சத்தத்தை அதிகரிக்கிறது என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள். எனவே பெரும்பாலான மக்கள் தங்கள் 6.5-மைக்ரான் பிக்சல்களில் மகிழ்ச்சியாக இருக்கிறார்கள், அவர்கள் உணர்திறனுக்கு ஏற்ப பின்னிங் செய்ய முடியும் என்று நினைக்கிறார்கள், ஆனால் அவர்கள் தங்கள் வாசிப்பு சத்தத்தை 3 எலக்ட்ரான்களாக இரட்டிப்பாக்குகிறார்கள்.
சத்தத்தைக் குறைக்க முடிந்தாலும், பிக்சல் அளவு, அந்த விஷயத்தில் முழுமையும், உண்மையான சிக்னல் சேகரிப்புக்கு இன்னும் ஒரு சமரசமாகும்.
மற்றொன்று, ஆதாயம் மற்றும் மாறுபாடு - அதிக சாம்பல் நிறங்களைக் கொண்டிருப்பதும், உங்கள் சிக்னலைச் சிறியதாக வெட்டுவதும் சிறந்த மாறுபாட்டைக் கொடுக்கும். நீங்கள் அதே சத்தத்தைக் கொண்டிருக்கலாம், ஆனால் CMOS உடன் ஒவ்வொரு எலக்ட்ரானுக்கும் 2 சாம்பல் நிறங்களை மட்டுமே காட்டும்போது, உங்களிடம் 5 எலக்ட்ரான்கள் மட்டுமே இருக்கும்போது நீங்கள் அதிகம் விளையாட முடியாது.
இறுதியாக, ஷட்டரிங் பற்றி என்ன? சில நேரங்களில் EMCCD-யில் இது எவ்வளவு சக்திவாய்ந்த கருவியாக இருந்தது என்பதை நாம் மறந்துவிடுகிறோம் என்று நினைக்கிறேன்: உலகளாவிய ஷட்டர்கள் உண்மையில் உதவுகின்றன, மேலும் மிகவும் இலகுவானவை மற்றும் வேகமானவை, குறிப்பாக சிக்கலான பல-கூறு அமைப்புகளில்.
512 x 512 EMCCD சென்சாருக்கு அருகில் கூட நான் பார்த்த ஒரே sCMOS கேமரா ஏரீஸ் 16 ஆகும். இது 16-மைக்ரான் பிக்சல்களுடன் தொடங்கி பின் செய்ய வேண்டிய அவசியமின்றி 0.8 எலக்ட்ரான்களைப் படிக்கும் சத்தத்தை வழங்குகிறது. 5 ஃபோட்டான்களுக்கு மேல் (16-மைக்ரான் பிக்சலுக்கு) உள்ள சிக்னல்களுக்கு, இது நான் பார்த்ததிலேயே சிறந்தது என்றும், விலையில் பாதி என்றும் நினைக்கிறேன்.
அப்படியானால் EMCCD இறந்துவிட்டதா? இல்லை, மீண்டும் நல்ல ஒன்றைப் பெறும் வரை அது உண்மையில் இறந்துவிடாது. பிரச்சனை என்னவென்றால், எல்லாப் பிரச்சினைகளும்: அதிகப்படியான சத்தம், வயதான அதிகரிப்பு, ஏற்றுமதி கட்டுப்பாடுகள்...
EMCCD தொழில்நுட்பம் ஒரு விமானமாக இருந்தால், அது ஒரு கான்கார்டாக இருக்கும். அதைப் பறக்கவிட்ட அனைவருக்கும் அது மிகவும் பிடித்திருந்தது, ஆனால் அவர்களுக்கு அது தேவைப்படாமல் இருந்திருக்கலாம், இப்போது பெரிய இருக்கைகள் மற்றும் பிளாட்பெட்களுடன் - அட்லாண்டிக் கடலுக்கு அப்பால் கூடுதலாக 3 மணிநேரம் தூங்குங்கள்.
கான்கார்டைப் போலல்லாமல், EMCCD இன்னும் உயிருடன் இருக்கிறது, ஏனென்றால் சிலருக்கு - குறைந்து வரும் ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையினருக்கு - இன்னும் அது தேவை. அல்லது ஒருவேளை அவர்கள் அப்படி நினைக்கிறார்களா?
மிகவும் விலையுயர்ந்த மற்றும் சிக்கலான பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் இமேஜிங் தொழில்நுட்பமான EMCCD-ஐப் பயன்படுத்துவது உங்களை சிறப்பு வாய்ந்தவராகவோ அல்லது இமேஜிங் நிபுணராகவோ மாற்றாது - நீங்கள் வித்தியாசமாக ஏதாவது செய்கிறீர்கள். நீங்கள் மாற்ற முயற்சிக்கவில்லை என்றால், நீங்கள் ஒருவேளை முயற்சி செய்ய வேண்டும்.
