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衍射限制光源的单光子计数检测器
首先引入时，单光子计数检测器在同步基因上重塑晶体学。他们的快速读数速度启用了，例如，旋转角度的无快速数据收集和切片，并增强了新实验技术（如Ptychography）的开发。在最佳条件下，单光子计数检测器提供无限的动态范围，图像噪声仅受传入光子的泊松统计限制。从单个光子中计算脉冲，从本质上讲是使探测器如此成功的原因，也会引起主要缺点，这是由于模拟前端脉冲堆积而导致的高光子弹药效率的丧失。要充分利用衍射限制的光源，下一代单光子计数器需要以与增加的伏特量相同的数量级来提高其计数率能力。此外，由于较高的频道，需要快速帧速率（几个kHz）才能应对较短的停留时间。带有多个比较器和计数器的检测器架构可以为能量分辨成像打开新的可能性，而像素间交流可以克服收费共享和降低像素角效率损失引起的问题。将单光子计数检测器耦合到高Z传感器，以进行硬X射线检测（> 20 keV）和低增益的雪崩二极管（LGADS）以进行软X射线，以利用全部辐射光谱的新光源的增加。在本文中，我们提出了提高第四代同步源的单光子计数检测器性能的可能策略，并将它们比较它们以对集成检测器充电。
开放访问于2024年12月31日发布，引用Sreejeesh，Sg。，Sakthivel，R。等，2024。
抽象医学超声成像是医学领域中普遍的诊断工具。波束形成是一种信号处理方法，用于提高成像系统的功效，尤其是在医学超声成像中。Ultrafast（uf）束构算法（BAS）旨在提高光束成型操作的速度和效率。超声成像算法已设计为增强超声成像的质量和效率。本文将概述有关UF医学超声算法的研究。我们还将探索UF波束成形算法领域的一些最新发展。本文讨论了用于医疗超声成像的UF-BA的开发和实施。传统的波束形成技术是计算密集型的，并限制了超声系统的实时成像能力。文章中讨论的算法利用现代平行计算体系结构来减少处理时间，同时显着保持图像质量。本文使用模拟和准确的数据对算法在处理时间和图像质量方面的性能进行了详细的分析。本文讨论了各种UF-BA如何提供实时高质量图像，以促进医学超声成像中的新颖用途。这些算法在临床使用和未来的研究轨迹上的前瞻性优势也得到了研究。关键字：超快速成像，超快光束形成器，平行波束形式，实时成像，信号处理，高帧速率，高性能计算，超声成像，平行计算，计算效率，快速成像，超分辨率成像。
天文学中的科学CMOS传感器：IMX455和IMX411
科学互补的金属氧化物 - 氧化物 - 氧化型（CMOS）检测器近年来由于其低成本和高可用性而迅速发展。它们在电荷耦合设备（CCD）方面也具有一些优势，例如高帧速率或通常降低读数噪声。这些传感器在开发第一个反向释放模型后开始用于天文学。因此，值得研究他们的特征，优势和弱点。最广泛的CMOS传感器之一是Sony IMX系列中的CMOS传感器，这些传感器因其低成本而基于小型和快速望远镜的大型天文学调查项目，并且可以进行广泛和高效果调查的能力。在本文中，我们旨在表征IMX455M和IMX411M传感器，这些传感器分别集成到Qhy600和Qhy411摄像机中，以用于天文观测中。这些是大型（36×24和54×40 mm）的天然16位传感器，具有3.76μm像素，并且在光学范围内敏感。我们介绍了两个相机实验室表征的结果。他们显示出非常低的暗电流为0.011和0.007 e -px -1 s -1 @ 1 @ - 10°C，分别为qhy600和qhy411摄像机。它们还显示了温暖像素的存在，qhy600中约为0.024％，qhy411中的0.005％。温暖的像素被证明是稳定的，并且在曝光时间内是线性的，因此可以轻松地使用深色框架校正。受盐和胡椒噪声影响的像素约为总计的2％，并提出了纠正这种效果的方法。两个摄像头都附在夜间望远镜上，并进行了几次在天空测试以证明其功能。天上的测试表明，这些CMO的行为以及相似特征的CCD，并且（例如）它们可以达到一些Mili-Magnitudes的光度准确度。
Rockwell Scientific Imaging - 非安全 http 索引页
罗克韦尔科学成像部门为工业、商业、科学、卫星和光通信应用的客户提供最先进的红外 (IR) 和可见光 (VIS) 焦平面阵列 (FPA) 以及集成相机系统和电子设备。我们的产品包括标准产品和定制产品。我们提供标准红外焦平面阵列，用于遥感、天文学、卫星制导和热成像等应用。我们的定制产品线使我们的客户能够灵活地指定探测器截止波长，以满足特定应用的传感需求。此外，还可以选择电子设备以满足系统要求，例如帧速率、信噪比和阵列格式。除了提供 FPA，我们还提供控制和读出电子设备（“光子到比特”）以及完全集成的高速多通道相机系统。过去几年的稳步发展使我们在红外和可见光成像探测器阵列的开发、制造和实施相关领域积累了专业知识，包括：• 最先进的探测器 • 成像系统电子设备 • 混合信号最先进的 CMOS 设计 • 成像系统集成 • 低温技术 • 超大规模混合 • FPA 设备特性 • 系统集成 • 微电子处理 • ISO-9001 2000 认证的组件和装配程序 • 符合航天和飞行要求的 FPA 和 FPA 摄像系统 我们的 FPA 的开发、制造和测试均在我们位于加利福尼亚州卡马里奥的全新最先进的研发和制造工厂中进行。这个占地 67,000 平方英尺的工厂包含 23,000 平方英尺的洁净室，包括 100 级洁净室区域。我们的洁净室符合联邦标准 209，并由我们的质量保证部门监控合规性。RSC QA 系统已通过 ISO 9001 2002 认证，可确保交付给客户的产品的质量。我们的内部混合能力使我们能够完全控制焦平面阵列的混合，尺寸范围从 128x128 到 2048x2048 像素及更大。
通过病毒，细胞外囊泡和纳米颗粒的纳米孔进行光学定量
图1：A。本研究中使用的颗粒和实验方案的特征。从上到下：VLP HIV，像人免疫缺陷病毒的粒子一样； MLV，鼠白血病病毒； HBV，肝素B病毒； AAV，Adeno相关病毒（血清型8和9）；电动汽车，细胞外囊泡。需要荧光标记颗粒：可以通过基因组修饰（HIV和MLV的GFP标记）或直接通过在样品中添加荧光团（AAV和HBV的Yoyo-1，EVS的DIO）来实现。潜在的细胞DNA在VLP HIV和EV中以红色表示，MLV中的粉红色病毒RNA和HBV和AAV中的紫色病毒DNA表示。然后将样品稀释。大小由NTA确定HIV，MLV和EVS，以及AAV 37和HBV 38的冷冻EM重建。B.零模式波导设置，用于通过纳米孔转移的颗粒。顺式腔室包含荧光标记的颗粒。在施加压力时，颗粒在跨室中的孔中推动，并在孔末端越过evanevencent的田地区域时照亮。一旦他们离开了毛孔，他们就没有专心和漂白。C.事件的荧光演变是时间和粒子出口快照的函数。归一化强度表示为AAV时间的函数（紫罗兰和红点，平均在n = 50事件上）。通过最大强度分配强度获得归一化强度。时间在事件开始时被重新缩放至零，红点与事件发生前的强度相对应。指数衰减以蓝色表示。孔径400 nm，施加压力为0.5 mbar。帧速率：112 fps。插图：图像尺寸= 10 µm。
摘要书
几个世纪以来，摄影师一直致力于以高速捕捉瞬时场景，这可以追溯到 1878 年迈布里奇拍摄的马匹运动照片和 1887 年马赫拍摄的超音速子弹。然而，直到 20 世纪末，超高速成像（>10 万）才取得突破。特别是，电荷耦合器件 (CCD) 和互补金属氧化物半导体 (CMOS) 等电子成像传感器的引入彻底改变了高速摄影，使采集率高达数百万 fps。尽管这些传感器影响深远，但使用 CCD 或 CMOS 进一步提高帧速率从根本上受到其片上存储和电子读出速度的限制。在这里，我们展示了一种二维 (2D) 动态成像技术，即压缩超快摄影 (CUP)，它可以以高达 1000 亿 fps 的速度捕捉非重复的时间演变事件。与现有的超快成像技术相比，CUP 的显著优势在于只需一次相机快照即可测量 x、y、t（x、y 为空间坐标；t 为时间）场景，从而可以观察在几十皮秒的时间尺度上发生的瞬态事件。此外，与传统摄影类似，CUP 是仅接收的，避免了其他单次超快成像仪所需的专门主动照明。因此，CUP 可以对各种发光物体（如荧光或生物发光物体）进行成像。使用 CUP，我们仅用单次激光发射就能可视化四种基本物理现象：激光脉冲反射、折射、两种介质中的光子竞速以及非信息的超光速传播。鉴于 CUP 的能力，我们预计它将在基础科学和应用科学（包括生物医学研究）中得到广泛应用。
一种多光谱UV-VIS吸收技术，用于燃烧燃料膜和烟灰的定量高速场序列成像
非蒸发的液体燃料膜是汽油直接注入发动机烟灰形成的主要原因。在这项研究中，开发了一种UV-VIS吸收技术，以在加热的恒流实验中直接注射后的燃料膜厚度成像。一个六孔GDI喷油器将燃料在100栏上喷涂到距喷嘴30毫米的透明板上。燃料由30％甲苯 / 70％的Iso-octane（分别为383和372 K）组成。气体和壁温度分别为376和352 K，气压1 bar。燃料的蒸发部分被点燃，随后的燃烧膜旁边的燃烧导致了烟灰的形成。在加剧的高速CMOS摄像头上成像了从脉冲LED照明中传输散射的背光。液态甲苯的紫外线吸光度为265 nm的LED。然而，在这种波长下，甲苯蒸气吸收，液体散射，烟灰和烟灰前体的灭绝以及烟灰白幕都干扰了液体燃料的吸光度。为了估计散射和烟灰消光的贡献，将310、365和520 nm处的LED添加到梁路径中，并以32 kHz的帧速率在高速摄像头上与连续的帧相吻合。获得了一个深色框架以说明烟灰阴影，以使所得5图像序列的重复速率为6.4 kHz。通过在先前的工作中开发的形态图像处理估算了甲苯蒸气的吸收，以将弥漫性的，移动的蒸气云与燃料膜的锋利，固定特征分开。允许获得时空分辨的燃油膜厚度测量和有关烟灰的其他信息的多光谱方法。
FH系列ID | Bi3FH系列ID | Bi3
Thermal Sensor & Optics Array Format (NTSC) 640 × 512 Detector Type Long-life, uncooled VOx microbolometer Pixel Pitch 17 μm Thermal Frame Rate NTSC: 30 Hz or PAL: 25 Hz / 8.3 Hz Optical Characteristics Model FOV Focal Length F/# 669 69° × 56° 9 mm F1.4 644 44° × 36° 13毫米F1.0 625 25°×18°25毫米F1.1 617 17°×14°×35 mm F1.1 612 12°×10°×10°50 mm F1.2 610 10°×8.2°×8.2°60 mm F1.2 608 8.6°×6.6°×6.6°75 mm for1.17.5 rangertry for 1.5 complars for1um for1um for1.17.5 comprild consextral formral formral formral formral formral for1um formands Spectrral formral formral formral formran （NEDT）<30 MK @ 25°C（77°F）F＃1.0可见光照明摄像机传感器类型4K 2160P（3840×2160）光学特性模型默认FOV FOV焦距F/＃669 98°×55°×55°×55°3.6-10 mm 1.5°1.5 -2.5-2.8 644 63°×35555555555-1.8 62-16-1.8 63°×33°MM MM MMMMMM MMMMMM ×20°9-22毫米1.4-1.7 617 24°×14°13-55毫米1.6-2.2 612 17°×10°×13-55毫米1.6-2.2 610 14°×8°×8°×8°13-55 mm 1.6-2.2 608 11°×6°×6°13-2.2 luntivity and IDETITION and IDETITY 0.2 lixt and IDETITY 0.2 lindiv tivide and lintivity and Iteide 0.2 lunt lunt tide Iteide and Iteide 0.2 lund Iteide and Iteide 0.2 lund lunt lunt （@（f1.6 agc on，30 fps）b/w：0.10 lux（@（f1.6 agc on，30 fps）可见帧速率30 Hz hz 264/h.265或m-jpeg的独立渠道或M-jpeg（除外4K），可见和热流分辨率分辨率和热流分辨率：热流：热：vga（640×51）（640×51）， 4K（3840×2160），1080p（1920×1080），720p（1280×720）＆VGA（640×480）次级流：热：Thermal：VGA（640×512），QVGA（320×256），可见（320×256） （640×480）热图像设置
紧凑型红外辐射光谱追踪器 (c-FIRST)
许多跨学科科学研究都需要对野火进行遥感，包括野火对生态的影响。几十年来，这项研究一直受到空间分辨率不足和探测器在短波和中波红外波长处饱和的阻碍，而高温 (>800 K) 表面的光谱辐射最为显著。为了解决这个问题，我们正在开发一种紧凑型高动态范围 (HDR) 多光谱成像仪。紧凑型火灾红外辐射光谱跟踪器 (c-FIRST) 利用数字焦平面阵列 (DFPA)。DFPA 由最先进的高工作温度屏障红外探测器 (HOT-BIRD) 和数字读出集成电路 (D-ROIC) 混合而成，具有像素内数字计数器以防止电流饱和，从而提供动态范围 (>100 dB)。因此，DFPA 将能够对温度变化范围从 300 K 到 >1600 K（燃烧的火灾）的目标进行非饱和高分辨率成像和定量检索。凭借从 500 公里的标称轨道高度解析地球表面 50 米级热特征的分辨率，一次观测即可捕获野火的全部温度和面积以及冷背景，从而增加每个返回字节的科学内容。使用非饱和 FPA 是一种新颖的做法，它克服了以前高辐射值使 FPA 像素饱和（从而降低了科学内容）的问题，并展示了遥感方面的突破性能力。因此，c-FIRST 适用于量化野火排放，这对于确定其对全球生态系统的影响至关重要。 c-FIRST 的 FPA 采用 InAs/InAsSb HOT-BIRD 外延材料制作，像素间距为 20 m，探测器阵列为 1280x480 格式，并与模拟 DROIC 混合。DFPA 的 50% 截止点为 ~4.5um，在 140K 工作温度下，整个 QE 光谱范围内测得的外部 QE~50%。我们将积分时间固定在 6 毫秒，以便在以 150 Hz 帧速率观察正常 300K 背景场景时在 MWIR 波段获得良好的灵敏度。对于标准模拟 ROIC，探测器像素在目标温度 ~700 K 时很容易饱和。当 D-ROIC 在 16 位模式下运行时，我们可以将饱和温度显著提高到 ~1100 K。当 D-ROIC 在超 HDR 32 位模式下（28 万亿电子阱深度）运行时，即使对于 1600 K 目标，探测器也不会接近饱和。火灾遥感的一个关键指标是可探测的最小目标尺寸。c-FIRST 可将可探测火灾的最小尺寸提高一个数量级，这主要是由于非饱和探测器的空间分辨率比 GOES 上的高级基线成像仪等当前维修仪器更高，同时功率、尺寸和重量也更低。c-FIRST 空中飞行计划于 2024 年火灾季节进行仪器测试和验证。我们预计 c-FIRST 太空验证将基于 2026 年或之后的空间技术验证机会。
距离成像计量：调查、校准和...
近年来，已经出现了许多用于捕捉三维环境和物体的传感器系统。除了激光扫描仪和大地测量全站仪外，这里还必须列举立体视觉和基于三角测量的系统。特别是激光扫描仪在速度和准确性方面已成为最先进的技术，能够捕捉数十米大小的物体。激光扫描仪的主要缺点是它们的顺序操作模式。它们逐点测量。几年前，开发了一种功能齐全的新技术，能够同时以高分辨率捕捉环境。所谓的范围成像 (RIM) 或闪光激光雷达相机基于数字成像技术，并具有测量每个像素中相应物体点距离的能力。距离测量基于直接或间接飞行时间原理。由于其并行采集高达视频帧速率，RIM 相机甚至可以捕捉移动物体。就光学依赖性而言，可以得出所捕获场景的 3-D 坐标。距离测量的标称精度为几毫米。如果属性和特性变得稳定且可预测，RIM 可能成为许多应用的首选技术。例如，汽车、机器人和安全系统。标称坐标和测量坐标之间的显著偏差发生在几厘米的范围内。只有深入的研究才能帮助达到这里的理论极限。本论文讨论了影响 RIM 相机测量的几个方面。首先，简要介绍与 RIM 相关的基本技术。除了成像和距离测量方法外，RIM 还区分了两个基本原理。此外，重点放在特定的限制上。在这项工作期间，有三种不同的相机问世：瑞士 CSEM / MESA Imaging 的 SwissRanger SR-2 和 SR-3000，以及后来德国 PMDtec 的 3k-S。这三款相机基于间接飞行时间原理，配备了不同的复杂功能。除了集成的校准和校正功能外，抑制背景照明也是主要功能之一。但是，这些相机仅用于高度发达的演示。根据所需权利要求，对特定应用领域（如汽车或机器人）的适应性可产生专门的属性。对现有相机类型的分析有助于更深入地了解该技术。所分析相机的原始数据精度不超过几厘米。为了研究现有相机的属性，必须开发特殊的实验装置。这项工作的主要部分涉及 RIM 相机组件的研究和校准。通过摄影测量相机校准解决光学系统的几何偏差。根据偏差和统计数据分析距离测量系统。因此，指出了精度和准确度的局限性。除了散射效应的影响外，还讨论了积分时间、发射系统和入射角、目标反射率、外部和内部温度以及最终的线性度和固定模式噪声。此外，还介绍了一种系统校准过程的方法。由于影响参数的复杂性，尚未对各种影响参数的测量数据进行完整的校正。但高度系统的依赖关系预示着未来会出现复杂的校准程序。这项工作有助于理解传感器。