Grafenowa rewolucja w astrofotografii.

[Krzysztof G.]

Zespół naukowców z Nanyang Technological University (NTU) w Singapurze opracował nowy przetwornik obrazu z zastosowaniem grafenu , który zwiększa jakość zdjęć wykonanych w słabym oświetleniu. W testach, NTU twierdzi, że matryca okazała się 1000 razy bardziej czuła na światło niż istniejące półprzewodniki (CMOS) lub ze sprzężeniem ładunkowym (CCD) przetwornik w dodatku pracuje przy znacznie mniejszych napięciach , w konsekwencji zużywa 10 razy mniej energii.

 

nieco więcej:

http://www.gizmag.com/graphene-imaging-sensor/27718/-

[szuu]

najciekawsze jest w komentarzach nie w moskwie tylko w leningradzie, nie samochody tylko rowery i nie ma 1000x większej czułości niż obecne matryce półprzewodnikowe tylko 1000x większą niż poprzednie próby z grafenem (a gdyby miała 1000x większą czułość niż półprzewodniki to i tak nie miałoby wpływu na zdjęcia skoro granicą jest efektywność kwantowa). mimo wszystko cieszy perspektywa potanienia technologii i zmniejszenia zużycia energii, może duże matryce staną się standardem w komórkach, bo to co jest dzisiaj woła o pomstę.

[Adam_Jesion]

Są matryce potrafiące już teraz rejetrować praktycznie każdy foton, więc niestety, w tym temacie już wiele nie da się osiągnąć (poza dostępnością technologii). Nie da się przecież policzyć więcej fotonów, niż jest ich w rzeczywistości. Jedyna droga to większe "wiadro" (apertura, piksel).

[Hans]

A czytaliście, choćby na cytowanej nizej wiki, jake grafen ma własciwości?

 

• Bardzo dobry przewodnik ciepła – zmierzona przewodność cieplna wynosi od 4840±440 do 5300±480 W/mK (dla porównania srebro – 429 W/mK)
• Posiada niewielką rezystancję
• Bardzo wysoka ruchliwość elektronów w temperaturze pokojowej przy założeniu jedynie rozpraszania na fononach μ = 200 000 cm²/Vs (dla porównania krzem – 1500 cm²/Vs, arsenek galu – 8500 cm²/Vs)
• Prędkość przepływu elektronów, wynosząca 1/300 prędkości światła, umożliwia badanie efektów relatywistycznych dla elektronu poruszającego się w przewodniku
• Jest prawie przezroczysty - warstwa o grubości jednego atomu pochłania 2,3% białego światła.
• Jest ponad 100 razy mocniejszy niż stal (o tej samej grubości), a zarazem tak elastyczny, że można go bez szkody rozciągnąć o 20%.
• Membrana z utlenionego grafenu nie przepuszcza gazów, nawet atomów helu, a równocześnie jest całkowicie przenikalna przez wodę (H₂O). Daje to możliwość zastosowania do filtracji w temperaturze pokojowej, np. w celu zwiększenia stężenia alkoholu bez użycia klasycznej destylacji czy wymrażania.

Cześć brzmi jak najlepiej dla ew. matrycy opartej na takiej strukturze... choć nie... kazdy kij ma dwa końce bo sporo bedzie zależeć na czym go posadzą...

 

Niezły news!

 

Pozdrawiam.

[sumas]

...nie w moskwie tylko w leningradzie, nie samochody tylko rowery i nie ma 1000x większej czułości niż obecne matryce półprzewodnikowe tylko 1000x większą niż poprzednie próby z grafenem

 

zamiast przytaczać komentarze, może lepiej poszukać u źródła?

 

 

the graphene sensor 1,000 times more sensitive to light than current low-cost imaging sensors found in today’s compact cameras

 

http://media.ntu.edu.sg/NewsReleases/Pages/newsdetail.aspx?news=863947f9-972d-42d2-947f-3f437f6c3877

 

 

a prawdziwą kwintesencją tego wynalazku jest to:

 

..an innovative idea to create nanostructures on graphene which will “trap” light-generated electron particles for a much longer time, resulting in a much stronger electric signal.

 

więc jeżeli uda się podmienić dzisiejsze nośniki matryc z krzemu na grafen, to zapewne będzie to niemała rewolucja w całej branży

kamery będą tańsze, czulsze, może lżejsze, bo bez konieczności posiadania balastu w postaci posiadania wydajnego chłodzenia, tak czy inaczej świetny news

[sumas]

Są matryce potrafiące już teraz rejetrować praktycznie każdy foton, więc niestety, w tym temacie już wiele nie da się osiągnąć (poza dostępnością technologii). Nie da się przecież policzyć więcej fotonów, niż jest ich w rzeczywistości. Jedyna droga to większe "wiadro" (apertura, piksel).

 

a jednak, wydaje się że się uda

dzisiejsze kamery działają tak, że przed ekspozycją ładuje się piksel, który tak naprawdę jest małym kondensatorem, z którego wybijane są elektrony na skutek oddziaływania na nie fotonów. I to te brakujące elektrony są zliczane podczas zczytywania. Ale że te kondensatory nie są doskonałe do przechowywania ładunku, więc podwyższa się ich ładunek przez wzmacniacz (gain), który generuje więcej ciepła, a przez to, elektrony upłynniają się z piksela samoistnie, więc trzeba je ciągle uzupełniać i ta samonakręcająca się spirala powoduje coraz większe niedokładności przy zliczaniu ładunków - większy szum.

 

Wiec, można porównać dzisiejsze kamery do wiaderek, ale to są wiadra wypełnione po brzegi gotującą się wodą, które się na końcu waży, w ten sposób sprawdzając ile ubyło wody, na skutek zdmuchnięcia jej z powierzchni jakiejś odrobiny wody przez lekki wiaterek, a to co się rozlało samo na skutek wrzenia, jest właśnie szumem

 

A zastępując krzem grafenem, jest szansa na to, by te wiaderka były wypełnione chłodną i spokojną wodą, a wtedy można spokojnie zmierzyć, każdą najmniejszą zmarszczkę na jej tafli, nie obawiając się, że coś innego zaburzy ten pomiar

[szuu]

zamiast przytaczać komentarze, może lepiej poszukać u źródła?

 

 

warto zajrzeć do komentarzy, bo tam coponiektórzy znaleźli źródło a nie tylko ogłoszenie dla mediów w których odkrycia bywają prezentowane w sposób tak entuzjastyczny że czasem aż sprzeczny ze zdrowym rozsądkiem

 

dla chętnych źródło:

http://cdpt.ntu.edu.sg/Documents/ncomms%204%201811.pdf

A zastępując krzem grafenem, jest szansa na to, by te wiaderka były wypełnione chłodną i spokojną wodą, a wtedy można spokojnie zmierzyć, każdą najmniejszą zmarszczkę na jej tafli, nie obawiając się, że coś innego zaburzy ten pomiar

 

ciekawe porównanie i też mam nadzieję że coś z tego wyjdzie, chociaż informacja o 1000-krotnym zwiększeniu czułości ciągle wydaje się około 1000-krotnie przesadzona

[Iluvatar]

1000 krotny wzrost czułości może faktycznie brzmi dosyć dziwnie, ale takie 1000x polepszenie SNR byłoby przyjemne.

[Hans]

Heh. 1000x wiekszy SNR?

 

Niech no ja policze.

 

dla 16 bit mamy maksymlną różnice w zaokrągleniu te 65K , (1:2^16)

 

to aby powiększyć 65K o 1000x to nie wiem czy dobrze licze, ale wychodzi mi, że aby móc sie naprawdę pochwalić tysiąckrotnym wzrostem SNR to trzeba by choćby teoretycznie dać mu szanse na taki wzost, a to oznacza, ze potrzebowali byśmy przetwornika w okolicach 26 bitów....

 

Ciekawe kto będzie pierwszy, matryce czy komputery. Oby sie nie skończyło na ciągnięciu kretyńskich parametrów. Bo łatwiej sprzedać nowego ajfona z tekstem że poza wiadrem amazingu ma matryce o rozdzielczości sryliard mpix i iso drugi sryliard, niz kamere z matrycą gdzie realny SNR jest lepszy choćby o 10x albo zrobić choćby i klasy obecnych ale 2x taniej nie zmiejszając pikseli do rozmiarów oczek grafenu.

 

Pozdrawiam.

 

Edit:

 

Realny max SNR to powiedzmy jakieś 30... chyba że już zupełnie coś mi sie popierniczyło i jakieś głupoty licze.

Edytowane 13 Czerwca 2013 przez Hans
babol

[astroccd]

Będzie to kolejny HARP działający na zasadzie mnożnika elektronów x1000 zbijający szumy odczytu 1000x.

 

http://www.nhk.or.jp/strl/publica/bt/en/fe0037-2.pdf

http://www.nhk.or.jp/strl/publica/bt/en/fe0044-2.pdf

 

Marne zastosowanie w astrofotografii, gdyż źródłem szumów podobnych do szumów odczytu jest light pollution, a nawet na zwykłej fotografii dziennej nie widać już różnicy pomiędzy Canon Powershot G12, a G15 przy 3200 ISO RAW, różnica szumów odczytu tych kompaktów to 4.5e w G12 i 1.0e w G15. Trzeba by bardziej podkręcić ISO, ale przy 3200 jakość obrazu jest już nie do zaakceptowania.

 

Jedynie w pewien odmienny sposób rozumując dynamikę zdjęcia można znaleźć zastosowanie dla kamery o bardzo niskich szumach odczytu. Jeśli w astrofotografii w odróżnieniu od tradycyjnej fotografii mamy możliwość stackowania to możemy przyjąć że dynamika zdjęcia to pojemność studni potencjału podzielona przez kwadrat szumów odczytu, nie jak się tradycyjnie przyjęło studnia podzielona przez szumy odczytu bez kwadratu. Tym samym 1000 krotne zmniejszenie szumów odczytu da możliwość wykonywania milion krotnie krótszych czasów ekspozycji bez straty jakości przy założeniu że zestackujemy potem te milion fotek i to wszystko przy takim samym sumarycznym czasie ekspozycji co pojedyncza fotka.

 

Zatem kamera o 1000x mniejszych szumach odczytu jest w pewnym sensie milion razy czulsza.bo pozwala uzywać milion razy krótszych czasów ekspozycji, ale tylko przy założeniu że potem zestackujemy te milion fotek.

[szuu]

milion ton czegokolwiek wygląda obrzydliwie a milion razy mniejszy czas naświetlania wygląda jak... przykład sytuacji w której nawet całkowity brak szumów odczytu nie zwiększa efektywnej "czułości" bo decydujący staje się szum kwantowy.

 

ale ja chcę tylko tanie i duże matryce do komórek więc wcale mi to nie przeszkadza