Smart Readout of Nondestructive Image Sensors with Single Photon-Electron Sensitivity

Autores
Chierchie, Fernando; Fernández Moroni, Guillermo; Stefanazzi, Leandro; Paolini, Eduardo Emilio; Tiffenberg, Javier Sebastian; Estrada, Juan; Cancelo, Gustavo Indalecio; Uemura, Sho
Año de publicación
2021
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Image sensors with nondestructive charge readout provide single-photon or single-electron sensitivity, but at the cost of long readout times. We present a smart readout technique to allow the use of these sensors in visible light and other applications that require faster readout times. The method optimizes the readout noise and time by changing the number of times pixels are read out either statically, by defining an arbitrary number of regions of interest in the array, or dynamically, depending on the charge or energy of interest in the pixel. This technique is tested in a Skipper CCD showing that it is possible to obtain deep subelectron noise, and therefore, high resolution of quantized charge, while dynamically changing the readout noise of the sensor. These faster, low noise readout techniques show that the skipper CCD is a competitive technology even where other technologies such as electron multiplier charge coupled devices, silicon photo multipliers, etc. are currently used. This technique could allow skipper CCDs to benefit new astronomical instruments, quantum imaging, exoplanet search and study, and quantum metrology.
Fil: Chierchie, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina
Fil: Fernández Moroni, Guillermo. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina
Fil: Stefanazzi, Leandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos
Fil: Paolini, Eduardo Emilio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; Argentina
Fil: Tiffenberg, Javier Sebastian. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Estrada, Juan. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos
Fil: Cancelo, Gustavo Indalecio. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos
Fil: Uemura, Sho. Universitat Tel Aviv; Israel
Materia
image sensor
Single-photon
smart redout
low redout noise
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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