Цифpовик vs астpоПЗС: сpавнение чувствительности

[Agregat4]

Зависит от технологии этой ПЗС, что и как конкретно легируется  и куда наносится, толщины и т.д.
Кроме того в современных еще и гетеропереходы бывают...
Неберусь более фантазировать.

[Денис Никитин]

Хорошо, а почему после оснащения такой полуоткрытой ячейки микролинзочкой, все те же 80% не получаются?!

Ну там же еще слой нитрида кремния, потом слой оксида кремния, а потом только кремниевая ячейка.

[Agregat4]

Основные шумы всетаки от дефектов в кристаллической структуре кремния происходят.

[Agregat4]

http://www.digitalware.ru/static/dwscanners/DWRscanhand010608.asp

[Денис Никитин]

О! Как раз то очем я думал. В этой статье в частности сказано Понятно, что чем меньше концентрация этих уровней - а она определяется качеством исходного кремния, чистотой реактивов и степенью совершенства технологии - тем меньше темновой ток. Понятно также, что граница раздела, где этих уровней заведомо много, даёт заметно больший вклад в темновой ток, чем объём.

[Igor Nesterenko]

Игорь но по вашему графику получается что чувствительность по Н-а  300Д на 1600 ед без фильтра составила бы ADU - 46740, что выше Пиктора на 4х.

Владимир,
такой чувствительности не получается, потому что мы не знаем какова доля в 5 % чувствительности от ослабления злополучного фильтра, а какова от естественной квантовой эффективности самой CMOS. Одним словом если бы 20х ослабление давал только фильтр, то Ваше утверждение было бы верно.
Реально спектральная чувствительность на Н-альфа где-нибудь 0.5-0.6 (это только предположение!!!) и следовательно после удаления IR фильтра можно надеятся на сигнал около  20000-30000ADU при ISO 1600.    

А вот на странице http://www.sciencecenter.net/hutech/canon/idasuvir.htm есть график спектральной чувствительности Кенон 300Д без этого самого зловредного Н-а фильтра.                      

Это всего лишь кривая пропускания "правильного" IR, который они устанавливают вместо кеноновского. А спектральная чувствительность "голого" CMOS сенсора пока так и остается неизвестной. Могли бы и померять, коль уж удаляют фильтры.

[Agregat4]

Ну там как у обычной бытовой  кремниевой CCD чувствительность. Так как там еще и RGB фильтры, то максимум будет в диапазоне 0.5-0.6

[SF]

2Igor Nesterenko:

последние утверждение - это известно "из общих соображений" или есть какие-то экспериментальные факты?

Из того и другого.  Экспериментами являются наблюдения - я не видел на снимках с ПЗС Sony проницания слабых объектов. Имеется в виде не звездная величина вообще, которая м.б. достигнута большими апертурами, а "детали в тенях", т.е. на малых уровнях сигнала.

производитель приводит данные, что эффективность межячеечного переноса

При каких уровнях сигнала измерялась эффективность переноса? Ни откуда не следует, что для зарядовых пакетов с величиной (например)  порядка шума усилителя считывания эффективность не "просядет". В свое время некоторые даже астрономические матрицы приходилось перед считыванием подсвечивать до уровня в несколько сот фотоэлектронов для улучшения перенося заряда. Иногда имела место и температурная зависимость, а ведь ПЗС Sony - "бытового" назначения.

эффективность межячеечного переноса от [...] до [...] единиц, а значит в "лужице" застревает...

Sony - "контора специфическая", и вполне может определять эффективность переноса таким образом, но мне кажется лучше говорить о доле фотоэлектронов, перетекших при транспортировке в соседние пикселы. То, что пропало совсем ("застряло"), логичнее списать на QE.

почему вдруг после того как ПЗС кристалл подшлифовали и перевернули он вдруг выдал QE близкий к 100%

Я давал выше ссылку на Силаровкую статью, цитирую:

Второй способ, пожалуй, самый трудоёмкий и дорогой, но именно он позволяет добиться фантастических результатов. Состоит он в том, что кристалл ПЗС, уже после изготовления, утоньшается до толщины 10 мкм и менее (и это при размере кристалла в несколько сантиметров!), а свет падает на обратную сторону подложки, специальным образом обработанную. При столь тонкой подложке носители успевают добраться до потенциальных ям (напомним, что они простираются на глубину до 5 мкм), а полное отсутствие каких бы то ни было электродов гарантирует, что практически весь свет, за исключением потерь на отражение, проникает в кремний.

Выделенный текст: не все так просто, только сошлифовать мало. На границе подложки и поверхности (или покровного стекла) возникает потенциальная яма. Для [инфра]красных лучей кремний более прозрачен, чем для синих - "красные" фотоэлектроны рождаются уже около электродов, а "синие" - ближе к передней поверхности и, попав в эту фронтальную яму, до электродов могут просто не добраться. Собираться там они будут в количествах, зависящих от величины падающего светового потока и приводить вследствие тонкости матрицы к нелинейным гистерезисным эффектам. А для достижения QE > 90% нужно еще и антирефлексное покрытие - вот сколько требований надо совместно удовлетворить! Коротковолновая чувствительность дается нелегко. Теперь даже простой здравый смысл заставляет задуматься - если фотодиодные матрицы с линзами столь хороши (или хотя бы приемлемы) для астрономии, зачем столько геморроя?

Кстати, если заряды "высыхают" в "лужицах", то мы о них не знаем, а значит все списываем на величину QE.

Они могут высыхать, рекомбинировать или находиться в ловушках без возможности из них выбраться, но если мы говорим о больших и малых потоках (выражаясь по рабоче-крестьянски - о [не]линейности), то недостача обнаружится. Светим на матрицу, списываем значение. Крутим диафрагму, уменьшаем световой поток, уменьшается значение. А почти в потемках оно упадет или слишком резко, или совсем станет равным нулю (уровню шума). Именно такое было у меня впечатление при просмотре снимков на Sony в сети - слабые звезды выпадают. Для астрономической матрицы (камеры) это неприемлемо.

В Canon 300D стоит CMOS марица, поэтому удивляться их применению уже не стоит

Это было несколько лет назад.

Agregat4:

Правда смысл имеет [...] некий критерий [...] считанных в ОЗУ электронов

Литературная обработка страдает.
Наверное имелась в виду обобщенная квантовая эффективность (DQE - detective QE)? QE как таковая - это вещь в себе. Матрица (детектор) может быть чувствительной, но неприемлемо шумной. А способность воспроизвести информацию в исходном пучке - ((S/N)вых/(S/N)вх)**2.

шумы накопления - не понял.

[SF]

2Arkady Vodyanik:

Даже если бpать самое "щадящее" соотношение накопленных ADU пpи ISO 1600 и Gain 1x, то получается, что чувствительность ...

Comments are welcome!

Мне не совсем понятна методика. Если сравниваются чувствительности матриц, то необходимо получить некую характеристику их QE. А она от от усиления (gain) никак зависеть не может. QE "внутри" матрицы, а gain "снаружи"...

[Arkady Vodyanik]

> Мне не совсем понятна методика. Если сравниваются чувствительности матриц, то необходимо получить некую характеристику их QE. А она от от усиления (gain) никак зависеть не может. QE "внутри" матрицы, а gain "снаружи"...

Я подхожу к этому вопpосу по-любительски и сpавниваю не матpицы, а готовые устpойства на их основе.  Для меня эти устpойства - чеpные ящики, и матpицы от их обвязок, в частности усилителей, неотделимы.  К тому же, я не знаю, как сделать (особенно в домашних условиях) эталонный источник фотонов H-alpha -  так чтобы измеpить ADU/foton в абсолютном выpажении.  
Но я могу взять в качестве эталона уже хоpошо заpекомендовавшее себя (с моей точки зpения) устpойство - в данном случае Pictor.
Ну и какую методику здесь еще можно пpедложить?

И, знаете, SF, в pассуждениях о "лужицах заpядов", можно утопить любое пpактическое дело

[Arkady Vodyanik]

> А как я могу присоединиться к этому тесту по Н-а на Никоне - получается надо создать твои условия как это можно сделать?, что-то меня ужасает как бы фильтр Н-а нанесенный на матрицу не оказался хорошим. Надо спросить в мастерской нельзя ли его убрать. А что если сделать экспозицию на Н-а фильтре Д40 мм с широкой полосой но намеками на протуберанцы.

Запpосто можно. Напpимеp, возьми D1 и 300D и сpавни их по такой-же методике. Вместо водоpодной тpубки можно взять маленькую лампочку накаливания, пpикpытую H-a фильтpом. Или светодиодную указку, у нее длина волны близка к 656нм.

Кстати, а какая полоса у твоего фильтpа?

[Agregat4]

У лазерной указки 625-640 нм.   Отношение сигнал шум при накоплении и дискретизации не исчерпывающий критерий, поэтому и  литературная обработка такая.
Что касается матриц сони, то даже в бытовой фотографии очевидны недостатки в гистограмме получаемого изображения, даже если много света и мало шумов. Поэтому даже для фотографирования бытовых сюжетов сегодня я невижу смысла покупать цифровую зеркалку. Настолько разница видна невооруженным глазом.
До тех пор пока радикально конструкция ПЗС не поменяется.

[Владимир Николаевич]

По Кэнону 300Д надо с кем то обьединяться. Полоса фильтра неизвестна но видимо достаточно неширокая, иначе не было бы даже намеков на протуберанцы. Правда я ставил очень небольшое увеличение 3-5 раз, а в Астрофестовском коронадо сколько крат было???

[Igor Nesterenko]

Экспериментами являются наблюдения - я не видел на снимках с ПЗС Sony проницания слабых объектов. Имеется в виде не звездная величина вообще, которая м.б. достигнута большими апертурами, а "детали в тенях", т.е. на малых уровнях сигнала.

Если снимки были из сети, то  я надеюсь они были 16-битный. Иначе по 8-битным можно здорово ошибится. Впрочем, по деталям в тенях, например смотрите ниже приведенную пару картинок. Слева DSS, а справа снято через 100 мм АПО f/5.4 на G11 через Н-альфу 6 по 10мин и сложено. Я сделал оба негативными для удобства. Исходный полный снимок здесь - http://www.marcush.net/astronomy/B33-03Sep27-HX9-TV101-10min-stack2Ha.jpg
На мой взгляд не плохо, но еще раз повторюсь, что можно и нужно судить о проработке "деталей в тенях" только по полнобитным картинкам.

При каких уровнях сигнала измерялась эффективность переноса? Ни откуда не следует, что для зарядовых пакетов с величиной (например)  порядка шума усилителя считывания эффективность не "просядет".

Эффективность переноса  измерялась конечно же при больших сигналах.  И БЕЗСПОРНО, что  для зарядовых пакетов с величиной на уровне шума считывания 20-25 носителей, эффективность переноса "просядет"  до 4-5%  

В свое время некоторые даже астрономические матрицы приходилось перед считыванием подсвечивать до уровня в несколько сот фотоэлектронов для улучшения перенося заряда. Иногда имела место и температурная зависимость, а ведь ПЗС Sony - "бытового" назначения.

"В свое время" - это когда?! Если в начале 90-ых это одна история, а если сейчас недавно, то очень интересно бы об этом было почитать...
ПЗС Sony - я бы сказал "бытового" формата, но по параметрам волне соответствуют KAFам или каким либо еще с фронтальной засветкой.

Кстати SF,
Вы когда-то (года 3-4 назад) обещали написать каким параметрам должна удовлетворять "политкорректная" астроПЗС- камера. Очень бы хотелось вернуться к этому вопросу  



Только сейчас, после того как появилась возможность вставить обещанную картинку, заметил что не привел информацию о трубе, через которую снимали (см.выделенное курсивом).