What about "Single Photon Counting"

  • Hallo liebe Mitstreiter,


    Hamamatsu hat recht aktuell einen neuen SCMOS-Clone gelauncht. >>> qCMOS

    http://image-sensors-world.blo…u-photonics-releases.html


    Interessant ist hier, dass das Rauschen nur ~0,27e (rms) beträgt, sodass das Zählen einzelner Photonen möglich ist und der Sensor schon sehr praktikable Randbedingungen hat, wie bspw. 9,4MPx, Pixelgröße 4,6µm, QE90%, 7ke- FW, sowie eine ordentliche Bildrate. Praktisch würde das die ganze Diskussion bezüglich einer optimalen Belichtungszeit ad absurdum führen. Dann wäre es nämlich egal, ob ich einmal lang oder viele male kurz belichte. Ist dann nur noch die Gesamtbelichtungszeit relevant. Ich bin mal gespannt.


    Vg Tino

  • tbstein

    Changed the title of the thread from “What about "Single Photon Photon Counting"” to “What about "Single Photon Counting"”.
  • Hallo Tino,


    In der Tat beeindruckende Werte bei praxistauglicher Sensorgröße.


    Auch die Dynamic Range ist dank des geringen Read Noise beeindruckend hoch, trotz der „nur“ 7.000 e- FWC.


    Eine spannende Entwicklung zum weiterverfolgen. Danke fürs posten.


    Grüße,

    Alex

  • Wenn das wirklich funktioniert - überlegt Euch mal die Tragweite: Fotomultiplier werden dann wohl nicht mehr nötig.

    In Experimenten wie IceCube oder Kamiokande könnte man die Reaktionen vielleicht sogar direkt beobachten.

    Das ist mal ne Perspektive...

  • echtes Photoncounting heisst für mich, dass man den Kamerabackground komplett wegschneiden kann. Das wird mit 0.37 e rms noch nicht klappen. Zusätzlich müsste das fixed pattern mit entsprechend hoher Genauigkeit wegkalibriert werden. Ferner gibt es nur 5 Hz in dem quiet modus. Und wo gibts die Stacking Software, die aus schwächsten shot-noise verrauschten Signalen das Seeing rausrechnen kann ? Es gibt noch viel zu tun. Aber der Sprung von dem 1 e- rms, die es ja schon im Amateurbereich gibt, zu den 0.37 ist längst nicht so bedeutend, wie der von den 5-10 der CCDs zu den 1.x der heute verfügbaren Amateuerkameras. Da warte ich lieber noch eine Generation ab... ;)

  • Hallo Nobbi,

    das mit dem Photon-Counting kann man aber auch anders sehen. Bei 3 sigma hat man bereits 95% Detektionswahrscheinlichkeit. Dh. mit den 0,27e- (rms) ist man schon sehr nah dran. Da sind die gewöhnlichen 1e- (rms) schon ein ganzes Stück entfernt, vllt sogar so weit, wie die CCD vom CMOS. Der Sensor ist aber natürlich nur Evolution und nicht Revolution, ist eigentlich nur ein SCMOS mit rolling-shutter mit all seinen Problemchen. Aber besseres gibts derzeit nicht, sogar die EMCCDs tun sich damit schwer. Und 5Hz im Quiet-Modus sind aber bei fast 10Mpx eigentlich schon ok und der Standardmodus ist mit 0,43e-(rms) und max. 120Hz auch nicht von schlechten Eltern. Um die Stackingsoftware mache ich mir diesbezüglich die wenigsten Sorgen.

    Vg Tino

  • Hallo Tino,


    vielleicht kann die Kamera echtes Photon Counting, aber im Whitepaper findet sich nur die Darstellung mit "hohen" Intensitäten von 1-3 Elektronen pro Pixel und Bild.

    Photon Counting Systeme im klassischen Sinne (wie sie Hamamatsu ja auch anbietet) werden typischerweise mit 1000 Photonen pro Bild (!) demonstriert, d.h. ,man arbeitet die Position einzelner Einschläge heraus, und kann dann bei hohen Bildraten schauen, wie sich ein Objekt herausbildet. Wie gesagt, das wäre mit dem Chip möglich, wenn das DRNU (real oder durch Kalibration) auch unters Ausleserauschen gebracht wird, ebenso wie Dunkelstrom und sonstige Noiseartefakte. Das halte ich softwaremäßig für machbar, aber durchaus nicht für trivial.

    Ich finde es auch nicht geglückt, dass man für die Ausgabe der Intensität in Photonen den Begriff (Single) Photon Counting hernimmt, weil er eben schon für die klassischen diskriminierenden Systeme, die pro Einzelbild in der Regel auch nur 1bit Pixeldynamik aufweisen, in Verwendung ist.

    Dass die Kamera schöne Daten hat, will ich nciht bestreiten, aber mit 1 e- rms readnoise wären 99% der hier veröffentlichten Bilder nicht schlechter als mit 0.3e- rms bei gleichen Aufnahmebedingungen.

    Grüße

    Norbert

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