24/05/22Awọn sensọ EMCCD jẹ ifihan: mu ifamọ rẹ pọ si nipa idinku ariwo kika rẹ. O dara, o fẹrẹ, ni otitọ diẹ sii a n pọ si ifihan agbara lati jẹ ki ariwo kika rẹ dabi ẹni pe o kere.
Ati pe a nifẹ wọn, wọn rii ile lẹsẹkẹsẹ pẹlu iṣẹ ifihan agbara kekere gẹgẹbi moleku ẹyọkan ati spectroscopy ati lẹhinna tan kaakiri laarin awọn olupese eto maikirosikopu fun awọn nkan bii disiki yiyi, ipinnu Super ati ikọja. Ati lẹhinna a pa wọn. Tabi a ṣe?
Imọ-ẹrọ EMCCD ni itan-akọọlẹ rẹ pẹlu awọn olupese bọtini meji: e2V ati Texas Instruments. E2V, ni bayi Teledyne e2V, bẹrẹ yiyi pẹlu awọn sensọ tete si opin awọn ọdun 1990 ṣugbọn o ṣe awọn ilọsiwaju gidi pẹlu iyatọ ti o gba julọ, nini titobi 512 x 512 pẹlu awọn piksẹli 16-micron.
Ibẹrẹ yii, ati boya sensọ EMCCD ti o ga julọ ni ipa gidi ati idaji eyi jẹ iwọn ẹbun gaan. Awọn piksẹli 16-micron lori maikirosikopu kan gba awọn akoko 6 diẹ sii ju ina lọ CCD ti o gbajumọ julọ ti akoko naa, ICX285, ti o ṣe ifihan ninu jara CoolSnap olokiki ati Orca. Ni ikọja iwọn piksẹli, awọn ẹrọ wọnyi ti tan ina pada ni iyipada 30% awọn fọto diẹ sii ti o mu ifamọ ni igba 6 nla si 7.
Nitorinaa EMCCD ni imunadoko jẹ awọn akoko 7 diẹ sii ifarabalẹ ṣaaju ki a paapaa tan-an ati ni ipa ti ere EMCCD. Bayi dajudaju o le jiyan pe o le pin CCD, tabi o le lo awọn opiki lati ṣẹda awọn titobi piksẹli nla – o kan jẹ pe ọpọlọpọ eniyan ko ṣe!
Ni ikọja eyi, gbigba ariwo kika ni isalẹ 1 elekitironi jẹ bọtini. O jẹ bọtini, ṣugbọn kii ṣe ọfẹ. Ilana isodipupo pọ si aidaniloju wiwọn ifihan agbara ti o tumọ si ariwo ibọn, lọwọlọwọ dudu, ati ohunkohun miiran ti a ni ṣaaju ki isodipupo pọ si nipasẹ ipin kan ti 1.4. Nitorinaa, kini iyẹn tumọ si? O dara, o tumọ si EMCCD jẹ ifarabalẹ diẹ sii ṣugbọn ni ina kekere nikan, daradara iyẹn ni iru nigba ti o nilo o tọ?
Lodi si CCD kilasika, kii ṣe idije. Awọn piksẹli nla, QE diẹ sii, EM Gain. Ati pe gbogbo wa ni inu-didùn, paapaa awọn ti wa ni tita kamẹra: $ 40,000, jọwọ ...
Awọn ohun kan nikan ti a le ti ṣe diẹ sii pẹlu ni iyara, agbegbe sensọ, ati (kii ṣe pe a mọ pe o ṣee ṣe) iwọn ẹbun kekere kan.
Lẹhinna awọn iṣakoso okeere ati ibamu wa, ati pe kii ṣe igbadun. O wa ni pe titele awọn ohun elo ẹyọkan ati awọn apata ipasẹ jẹ iru, ati awọn ile-iṣẹ kamẹra ati awọn alabara wọn ni lati ṣakoso awọn tita kamẹra ati awọn okeere.
Lẹhinna sCMOS wa, bẹrẹ nipasẹ ṣiṣe ileri agbaye - ati lẹhinna ni awọn ọdun 10 to nbọ ti fẹrẹ jiṣẹ. Awọn piksẹli kekere n gba eniyan ni 6.5 microns ti wọn nifẹ fun awọn ibi-afẹde 60x ati gbogbo wọn pẹlu ariwo kika kekere ti o to awọn elekitironi 1.5. Bayi eyi kii ṣe EMCCD pupọ, ṣugbọn lodi si awọn elekitironi 6 ti imọ-ẹrọ CCD afiwera ti akoko naa o jẹ iyalẹnu.
Awọn sCMOS akọkọ tun jẹ itanna iwaju. Ṣugbọn ni ọdun 2016 ti o tan imọlẹ sCMOS ti de, ati lati jẹ ki o han paapaa ni ifarabalẹ si awọn ẹya iwaju-itana atilẹba o ni awọn piksẹli 11-micron. Pẹlu igbelaruge QE ati alekun iwọn piksẹli, awọn alabara ro bi wọn ṣe ni anfani 3.5 x kan.
Ni ipari, ni ọdun 2021 ariwo kika-itanna ti bajẹ pẹlu diẹ ninu awọn kamẹra ti o dinku bi awọn elekitironi 0.25 - gbogbo rẹ ti pari fun EMCCD.
Tabi o jẹ...
O dara, diẹ ninu iṣoro naa tun jẹ iwọn piksẹli. Lẹẹkansi o le ṣe ohun ti o fẹ ni optically ṣugbọn lori eto kanna, piksẹli 4.6-micron gba 12 x kere si ina ju ọkan 16-micron lọ.
Bayi o le bin, ṣugbọn ranti binning pẹlu deede CMOS mu ariwo nipa iṣẹ kan ti binning ifosiwewe. Nitorinaa ọpọlọpọ eniyan ni idunnu pẹlu awọn piksẹli 6.5-micron wọn ni ero pe wọn le pin ọna wọn si ifamọ, ṣugbọn wọn n ṣe ariwo ariwo kika wọn si awọn elekitironi 3.
Paapaa ti ariwo le dinku, iwọn piksẹli, ti o kun daradara fun ọran naa, tun jẹ adehun fun gbigba ifihan agbara gidi.
Ohun miiran ni ere ati iyatọ - nini awọn grẹy diẹ sii ati gige ifihan agbara rẹ kere si yoo fun iyatọ to dara julọ. O le ni ariwo kanna ṣugbọn nigbati o ba fihan awọn grẹy 2 nikan fun gbogbo elekitironi pẹlu CMOS o ko ni pupọ lati mu ṣiṣẹ pẹlu nigbati o ni awọn elekitironi 5 kan ti ifihan.
Nikẹhin, kini nipa tiipa naa? Nigba miiran Mo ro pe a gbagbe bii ohun elo ti o lagbara ti eyi wa ni EMCCD: awọn titiipa agbaye ṣe iranlọwọ gaan ati pe o ni ina pupọ ati iyara daradara, ni pataki ni awọn eto paati-pupọ idiju.
Kamẹra sCMOS ti Mo ti rii paapaa sunmọ 512 x 512 sensọ EMCCD ni Aries 16. Eyi bẹrẹ pẹlu awọn piksẹli 16-micron ati pe o gba awọn elekitironi 0.8 ti ariwo kika laisi iwulo lati bin. Fun awọn ifihan agbara ti awọn photon 5 loke (fun piksẹli 16-micron), Mo ro pe o dara julọ ti Mo ti rii ati bii idaji idiyele naa.
Nitorina EMCCD ti ku? Rara, ati pe kii yoo ku gaan titi a o fi gba nkan ti o dara lẹẹkansi. Iṣoro naa ni, daradara, gbogbo awọn iṣoro: ariwo ti o pọ ju, jijo ti ogbo, awọn iṣakoso okeere…
Ti imọ-ẹrọ EMCCD jẹ ọkọ ofurufu, yoo jẹ Concord kan. Gbogbo eniyan ti o fò o feran o, sugbon ti won jasi ko nilo o ati bayi pẹlu tobi ijoko ati flatbeds - o kan sun awon afikun 3 wakati kọja awọn Atlantic.
EMCCD, ko dabi Concord, tun wa laaye nitori diẹ ninu awọn eniyan - kekere kan, nọmba ti o dinku nigbagbogbo - tun nilo rẹ. Tabi boya wọn kan ro pe wọn ṣe?
Lilo EMCCD, gbowolori julọ ati idiju imọ-ẹrọ aworan ti a lo jakejado ko jẹ ki o ṣe pataki, tabi alamọja aworan – o kan n ṣe nkan ti o yatọ. Ati pe ti o ko ba gbiyanju lati yipada, lẹhinna o ṣee ṣe.
