Una guida grafica sul frame rate e sulla latenza delle camere (EM)CCD
Comprendere come le impostazioni della camera influenzino il frame rate e la latenza del trasferimento dati è fondamentale in applicazioni come il calcolo quantistico e l'ottica adattiva. Questo articolo tecnico di Oxford Instruments Andor fornisce una guida chiara e grafica riguardo le modalità operative e i relativi compromessi.
Raggiungere frame rate elevati e ridurre al minimo la latenza del trasferimento dati è necessario in molti esperimenti e strumenti che integrano camere per l’imaging scientifico. Il frame rate è la velocità con cui immagini consecutive possono essere acquisite in modo continuo. La latenza è il ritardo con cui i dati di imaging possono essere letti dalla testa della camera e trasferiti nella memoria di un computer per l'archiviazione o per l'elaborazione immediata. Frame rate e latenza sono correlati, quindi l'ottimizzazione di una telecamera per l'una può facilmente portare a miglioramenti anche per l'altra, ma ci sono applicazioni in cui una delle due può risultare prioritaria nel funzionamento del detector.
L'impiego della modalità Fast Kinetics per l'imaging di gas quantistici in rapida evoluzione semplifica un'applicazione in cui il frame rate è più importante della latenza dei dati. I computer quantistici a trappola ionica devono coordinare molteplici sistemi ottici, elettrici e meccanici complessi con una precisione al nanosecondo, basata sulle immagini degli stati quantistici dei qubit ionici intrappolati. In questo caso, la minimizzazione della latenza dei dati ha spesso la priorità sul frame rate assoluto nella corsa al coordinamento, all'elaborazione e alla lettura dei qubit prima che si verifichi la decoerenza quantistica. I sistemi di ottica adattiva progettati per misurare e compensare le distorsioni delle immagini in rapida variazione causate dalla turbolenza atmosferica sono un esempio di applicazione che richiede sia frame rate elevati che latenza minima.
Questo articolo fornisce una guida grafica e un riepilogo di come le differenti modalità di funzionamento delle camere CCD (Charge Coupled Device) e EMCCD (Electron-Multiplied Charge Coupled Device) di Andor influenzino sia il massimo frame rate raggiungibile che la latenza di lettura ed il trasferimento dei dati. Vengono presentati i grafici che mostrano i frame rate di picco ottenuti da ciascuna camera in diverse condizioni operative e, dai dati ottenuti, identificate le tendenze generali che chiariscono come le prestazioni di una camera sono influenzate dal modo in cui viene utilizzata.
Il nostro partner Oxford Instruments Andor offre un ampio range di strumenti per la realizzazione di sistemi modulari adatti ad una vasta gamma di applicazioni per la Spettroscopia. Sistemi basati su detectors con tecnologia CCD/EMCCD/ICCD/sCMOS e su spettrografi con design ottico Echelle o Czerny-Turner con diverse lunghezze focali sono forniti pre-allineati e pre-calibrati di fabbrica per un immediato e facile impiego.
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