Ce nouveau détecteur, le CCD282 par Teledyne e2v, est lien manquant de l’EMCCD pour être compétitif avec d’autres technologies d’imagerie grand format, comme le CMOS et CCD. Nüvü Camēras est la première compagnie à supporter le CCD282 (référé subséquemment par EMCCD 4k) avec le CCCP 4k. Une première solution d’imagerie complète avec l’EMCCD 4k a été développée pour l’Agence Spatiale Canadienne, et plus sont en cours de production.
Ce nouveau senseur EMCCD offre 4096 pixels x 4096 pixels, avec une aire de pixel carrée de 12 μm de côté dans une architecture split-frame transfer. Son die size est de 104 mm x 51 mm avec une taille complète de 125 mm x 70 mm.
Grâce au contrôleur électronique propriétaire de Nüvü, le CCCP 4k, les huit sorties du CCD282 sont supportées par l’électronique de lecture et la source dominante de bruit à faible flux et haute fréquence d’acquisition, l’injection de charges (CIC), est réduite au niveau minimal pour permettre un comptage de photons efficace. Le CCCP 4k permet un contrôle complet des horloges de détecteurs CCD et EMCCD à huit sorties et des séquences de lecture flexibles, ce qui est crucial pour atteindre un bruit minimal. Cette technologie est aussi disponible avec des composantes homologuées pour utilisation dans l’espace (Voir CCCPs). Nüvü Camēras est présentement le seul manufacturier d’EMCCD supportant le plus grand détecteur EMCCD à huit sorties.
Le détecteur EMCCD 4k est une alternative significativement plus sensible et performante que le détecteur 16 MP CCD231-84 (Teledyne e2v) communément utilisé. En effet, la technologie EMCCD permet de meilleurs images en conditions de faible flux lumineux comparativement à un CCD traditionnel et a des capacités de comptage de photons.
Spectroscopie à haute résolution
Connaissance de la situation spatiale (Space situational awareness ou SSA)
Suivi plein-ciel de météorites et de débris spatiaux.
Imagerie hyperspectrale
Imagerie solaire
Vous avez des questions sur l’intégration de solutions EMCCD 4k pour votre système d’imagerie à faible flux lumineux? Les experts de Nüvü Camēras peuvent vous conseiller et offrir leur support.
Notre technologie brevetée peut améliorer la qualité d’imagerie et les fréquences d’acquisition de n’importe quelle application à faible flux lumineux. Contactez sans hésiter nos scientifiques d’application expérimentés pour plus d’information.
Nüvü Camēras est une entreprise canadienne spécialisée dans la conception et la fabrication de caméras EMCCD novatrices destinées à des disciplines où l’instrumentation d’avant-garde stimule l’innovation. Nous améliorons la performance de l’imagerie dans de nombreux domaines, notamment en recherche biomédicale, en astronomie et en photonique. Aussi, nos produits bénéficient d’une solide garantie d'un an sur les pièces et la main-d’œuvre (sous réserve des modalités et conditions stipulées dans le manuel d’utilisation propre à chaque produit).
Garantie prolongée offerte sur demande.
Adaptez encore davantage le contrôleur selon vos exigences pour des mesures améliorées et plus de polyvalence. Plusieurs options sont disponibles.
Nüvü a déjà entamé l’avancement du NMT de l’électronique supportant le CCD282, ce qui permettra d’intégrer le CCCPs 4k à des missions spatiales futures utilisant une EMCCD grand format.
Nüvü Camēras fabrique les caméras EMCCD les plus sombres. Le secret? Son contrôleur à comptage de photons, ou CCCP, pour CCD Controller for Counting Photons, une technologie innovatrice qui élimine pratiquement l’injection de charge, et une unité de refroidissement Peltier ingénieusement encapsulée. La caméra HNü refroidie thermo-électriquement fonctionne entre -80 et -90°C avec une précision exceptionnelle dans le but d’optimiser l’injection de charge et le courant sombre jusqu’à leur niveau minimal. Les images ci-bas illustrent l’accumulation de courant sombre lorsque l’obturateur est fermé. Plus l’image est sombre, moins il y a de bruit.
À des vitesses de lecture élevées, le transfert d’électrons d’un puits de potentiel à l’autre peut demeurer incomplet, oubliant quelques charges dans le dernier puits de potentiel. Par conséquent, les électrons restants augmentent artificiellement la luminosité de certains pixels, diminuant ainsi la qualité globale de l’image en y ajoutant des taches floues arbitraires. Cependant, le CCCP de Nüvü Camēras conserve l’efficacité de transfert de charge, y compris aux basses températures d’opération, augmentant ainsi le gain EM, tout en diminuant l’injection de charge, donnant une qualité d’image nettement supérieure.
Comme l’indique son nom, le contrôleur CCD pour le comptage de photons, ou CCCP, a été conçu spécialement pour l’imagerie par comptage de photons. À cet effet, aucun algorithme de filtrage du bruit n’est utilisé. La quantité de bruit générée est tout simplement plus faible, ce qui élimine le risque de supprimer de véritables photoélectrons.
Ayant recours à des horloges arbitraires au lieu des horloges carrées standard pour déplacer les électrons à travers le EMCCD, le contrôleur réduit drastiquement l’injection de charge et réduit significativement le bruit de fond total du détecteur. Par conséquent, la capacité du EMCCD de distinguer des photons isolés augmente considérablement, et la caméra peut efficacement opérer en mode de comptage de photons tant que le bruit de fond reste faible.
Dans les cas extrêmes où on s’attend à une intensité d’un seul photon par pixel par seconde ou encore moins, le mode comptage de photons (PC pour photon counting) est la solution idéale pour obtenir des images de haute qualité. En éliminant le facteur de bruit excessif (ENF pour excess noise factor) et en utilisant un seuil statistiquement significatif, les pixels sont analysés individuellement dans le but de déterminer s’ils ont vraiment détecté un photon en dépit des diverses sources de bruit.
Les images ci-dessous sont celles de sources de lumière extrêmement faible — échantillons bioluminescents de faible concentration— et illustrent la puissance de l’imagerie par comptage de photons en de telles conditions. Images fournies par le Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke.
Simple acquisition de 30 secondes en mode conventionnel (CCD). Aucun détail n’est visible, alors qu’on aurait dû voir plusieurs échantillons bioluminescents d’ATP.
En appliquant la multiplication d’électrons pour supprimer le bruit de lecture, on révèle les échantillons bioluminescents d’ATP en cinq secondes. Ainsi, toutes les six concentrations d’ATP deviennent détectables avec des valeurs de RSB allant de 1,9 à 14,1 (ou de façon équivalente, de 2,8 à 11,5 dB).
Le mode comptage de photons avec une EMCCD augmente le contraste de tous les échantillons d’ATP en supprimant le facteur d’excès de bruit, permettant ainsi des améliorations considérables dans la qualité de l’image. Le RSB passe de 6,6 à 51,3 (équivalant à une gamme de 8,2 dB à 17,1 dB).
Des questions sur l'EMCCD ou l'imagerie à faible flux lumineux ? Les experts de Nüvü Camēras peuvent vous conseiller sur les options d'imagerie en basse lumière.
