Infrarot-Mikrofotografie

[Lupus]

Hallo Tino,

ich denke die von Hubert angegebene QE Kurve mit 60% bei 900nm ist im besten Falle missverständlich, wenn nicht falsch. Sony gibt nämlich immer nur die "relative Sensitivity" an, was nicht der QE entspricht.

Die vom Kamerahersteller angegebenen spektralen Empfindlichkeiten waren alle "relative Empfindlichkeiten", keine objektive QE. Aber die Kurvenform sollte da ebenfalls aussagekräftig sein, im Vergleich untereinander. Für die Belichtungszeit/schnelle Aufnahmeserien im IR-Bereich kann das schon ein Kriterium sein. Hier nochmal aus den angegebenen Internetseiten von Teleskop-Express die angegebenen Grafiken für Kameras von ZWO mit verschiedenen Sony-Sensoren:



Hubert

[momotaro]

Dear All,

to add my two cents:
Infra-Red, In Situ (IRIS) Inspection of Silicon
https://www.bunniestudios.com/blog/2023/infra-red-in-situ-iris-inspection-of-silicon/

siehe Cambridge Dictionary: "it's not brain surgery" (idiom)
used to say that you do not think that something is very difficult to do or to understand

LG Helmut

[Rawfoto]

Guten Tag IR interessiert

Nikon D Gehäuse, z.B. 850, 810 können auf SW IR umgerüstet werden, sehr gute Ergebnisse. Bei den Spiegellosen funktioniert das zwar theoretisch, praktisch leichtet intern etwas rot und verschleiert die Ergebnisse.

Von der 810er gibt es eine Astroversion, das hat nicht im Geringsten mit dem Umbau auf SW-IR zu tun, die ist für Farbaufnahmen entwickelt worden.

Liebe Grüße

Gerhard

[momotaro]

Wie gesagt: "it's not rocket science":

Life Pixel – Nikon D810 DIY Digital Infrared Conversion Tutorial

Life Pixel - The world leader in infrared camera conversions

LG Helmut

[TStein]

Hallo Wilfried, hallo Hubert,

ich muss leider doch zurückrudern, bzgl. meinen Kommentaren zu den besonders NIR-empfindlichen IMX678 Sensoren. Interessanterweise ist zu diesen allerneuesten Sensoren vom Typ STARVIS 2 nur relativ wenig verlässliche Messungen zur Quanteneffizienz zu finden, hauptsächlich von den Astrokameraherstellen. Was ich aber gefunden habe, ist bspw. dieser recht aktuelle Artikel bezüglich allgemeiner Sensorentwicklungen aus dem Jahr 2023.
https://www.imagesensors.org/Past%20Workshops/2023%20Workshop/2023%20Papers/R1.pdf
Hier wird auf Seite 4 und 24 auch auf die SONY Starvis 2 Sensoren eingegangen und auch kurz beschrieben, dass die NIR Empfindlichkeit durch spezielles Pixeldesign und Mikrostrukturen, sogenannte "Inverted Pyramid Arrays", doch substanziell verbessert ist. Da ist dann die reale Quanteneffizienz auf Seite 24 mit knapp 45% @900nm doch etwa 3x so hoch, wie bei den Vorgängertypen. Erstaunlich, hätte ich nicht gedacht.

Lg Tino 

[wilfried48]

Hallo zusammen,

die fruchtbare Diskussion über das Thema hat mir in meiner Entscheidungsfindung sehr weitergeholfen.
Ich werde nun eine gebrauchte Canon 550D mit Vollspektrum IR für 230 Euro (wegen dem großen Chip) und die von Hubert vorgeschlagene Monochrom Kamera mit dem Sony IMX678 Chip (wegen der hohen IR Empfindlichkeit) bestellen.
Und dann hier wieder im Vergleich über die Ergebnisse berichten.
Im Anhang noch ein Vergleichsbild aus dem MEMS Lagesensorchip mit der Zeiss Farbkamera MRc5 (5 Megapixel auf 11mm Chipdiagonale, mit entferntem IR Sperrfilter). Die Kamera kann mit der Zeiss Axiovision auf Monochrom gestellt werden. Was die Software hierzu macht kann ich nicht herausfinden. Die Farbkamera ist zwar viel unempfindlicher als die Momochromkamera MRn, aber das IR Licht aus der Halogenlampe reicht immer noch gut aus um ein einigermassen ordentliches IR Bild zu erhalten.
Das "Livebild" ist hier aber sehr langsam und für die Fehleranalytik daher ungeeignet.
Da erhoffe ich mir von den oben genannten Kameras deutlich mehr.

viele Grüße
Wilfried

[wilfried48]

Hallo zusammen,

anbei noch ein paar Aufnahmen des MEMS chip im Rasterelektronenmikroskop nachdem der Deckel durch Kochen in Königswasser abgelöst wurde, sodass man hineinschauen kann.
Man sieht natürlich sofort die höhere Schärfentiefe und Auflösung des REMs, aber natürlich auch "Fehler" Strukturenvon denen man nicht weiß, ob sie schon da waren, oder erst durch die Präparation entstanden sind. Daher die Bestrebungen, schon möglichst viel im Infrarotmikroskop zu erkennen.

Gruß
Wilfried

[Aljoscha]

Hallo Wilfried,

Auf das Ergebnis deiner Untersuchungen bin ich gespannt wie ein Flitzbogen. Bitte berichte darüber.

Viele Grüße

Alexander

[wilfried48]

Hallo zusammen,

die beiden NIR tauglichen Kameras sind inzwischen angekommen und ich konnte auch schon erste Vergleiche anstellen.
Mein Favorit ist eindeutig die auf Vollspektrum umgebaute Canon !
Die Astrokamera scheint zwar IR Bereich tatsächlich etwas empfindlicher zu sein, obwohl man das eigentlich erst bei gleiche großen Bildfeldern richtig vergleichen kann.
Zu der Astrokamera mit der Bildfelddiagonalen von nur 8,9 mm fehlt mir dazu noch der 0,5x Adapter, der bei Zeiss allerdings mehr kostet als die Kamera selbst, sodass ich überlege, ob den überhaupt noch anschaffen soll. Das IR Licht im Mikroskop reicht dicke aus um auch beim 40er Objektiv mit der Canon bei voller Ausleuchtung noch Belichtungszeiten im Zehntel Sekundenbereich zu haben.
Und auch im Livebild mit 2MP ist bei der Canon ist kein Rauschen zu erkennen. Die Astrokamera kann bedingt durch die USB3 Schnittstelle zwar auch ein Livebild mit vollen 8,9 MP, aber das ist dann schon deutlich verrauscht und bringt für das Durchmustern der Chips keinen Vorteil, selbst wenn ich einen 4K Bildschirm nehmen würde, um die bessere Live Auflösung zu nutzen.
Fazit: Die IR Canon am Zeiss Axioplan macht mit ihrem rauscharmen Livebild mit der vollen vom Mikroskop übertragenen Bildfeldiagonalen von über 25mm auch im IR eine gute Figur beim Durchmustern und dokumentieren der MEMS chips.

Nun bleibt die Frage, was mache ich mit der Astrokamera ?

viele Grüße
Wilfried

[Aljoscha]

Hallo Wilfried,

Das deckt sich mit meiner Erfahrung.
Moderne Consumer-Kameras rauschen weniger als die Spezialisten, selbst wenn diese aktiv gekühlt sind. Da hat die Consumer-Ware das Profi-Equipment gnadenlos abgehängt. Das gilt nicht nur für Infrarot sondern auch bei Fluoreszenzaufnahmen mit langen Belichtungszeiten.

Viele Grüße

Alexander

[Spectrum]

Hallo zusammen,

die beiden NIR tauglichen Kameras sind inzwischen angekommen und ich konnte auch schon erste Vergleiche anstellen.
Mein Favorit ist eindeutig die auf Vollspektrum umgebaute Canon !
Die Astrokamera scheint zwar IR Bereich tatsächlich etwas empfindlicher zu sein, obwohl man das eigentlich erst bei gleiche großen Bildfeldern richtig vergleichen kann.
Zu der Astrokamera mit der Bildfelddiagonalen von nur 8,2 mm fehlt mir dazu noch der 0,5x Adapter, der bei Zeiss allerdings mehr kostet als die Kamera selbst, sodass ich überlege, ob den überhaupt noch anschaffen soll. Das IR Licht im Mikroskop reicht dicke aus um auch beim 40er Objektiv mit der Canon bei voller Ausleuchtung noch Belichtungszeiten im Zehntel Sekundenbereich zu haben.
Und auch im Livebild mit 2MP ist bei der Canon ist kein Rauschen zu erkennen. Die Astrokamera kann bedingt durch die USB3 Schnittstelle zwar auch ein Livebild mit vollen 8,2 MP, aber das ist dann schon deutlich verrauscht und bringt für das Durchmustern der Chips keinen Vorteil, selbst wenn ich einen 4K Bildschirm nehmen würde, um die bessere Live Auflösung zu nutzen.
Fazit: Die IR Canon am Zeiss Axioplan macht mit ihrem rauscharmen Livebild mit der vollen vom Mikroskop übertragenen Bildfeldiagonalen von über 25mm auch im IR eine gute Figur beim Durchmustern und dokumentieren der MEMS chips.

Nun bleibt die Frage, was mache ich mit der Astrokamera ?

viele Grüße
Wilfried




Hallo Wilfried,
Das klingt super interessant.
Ich suche schon länger nach einer Möglichkeit auch den NIR zu erkunden. Mir persönlich hat es dabei vor allem die Möglichkeit ("dunkles") Chitin zu durchleuchten angetan. Vornehmlich wäre das wohl vergleichbar mit Silizium,  was die Transmission angeht (bitte berichtigen, falls ich hier etwas falsch sehe). Also im Wellenlängenbereich von 850-900nm aufwärts, richtig?
Dein Vergleich ist deshalb besonders interessant.
Könntest du, solange du beide Kamerasysteme verfügbar hast, bitte einen Test machen? Das wäre super. Die Unzulänglichkeiten was, die Kameraanpassung angeht, wären mir dabei natürlich durchaus bewusst.
Grüße Holger

[Sourdough]

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[Sourdough]

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[Aljoscha]

Und kann man so etwas, wie man früher mit Falschfarbenfilmen gemacht hat, auch Digitalkameras machen?

Hallo Michael,

Ja das geht mit einer Digitalkamera, deren IR-Filter entfernt wurde. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Man verwendet einen speziell dafür ausgelegten Filter, mit dem die IR-Kamera direkt ein Bild produziert, dass dem des ehrwürdigen Kodak Aerochrome ähnelt.

2. Man verwendet einen Filter 550 nm. Da ist Nachbearbeitung erforderlich. Die Farbkanäle müssen getauscht werden.

Auf beiden Wegen erhält man Bilder, die aktives Chlorophyll rot abbilden, während alle anderen Farben weitgehend erhalten bleiben.


Es gibt eine Reihe biologischer Anwendungen für IR-Kameras. Man kann damit zum Beispiel Gesundheitsprobleme grüner Bäume sehr frühzeitig erkennen.

Viele Grüße

Alexander

[wilfried48]

Hallo Wilfried,

Das deckt sich mit meiner Erfahrung.
Moderne Consumer-Kameras rauschen weniger als die Spezialisten, selbst wenn diese aktiv gekühlt sind. Da hat die Consumer-Ware das Profi-Equipment gnadenlos abgehängt. Das gilt nicht nur für Infrarot sondern auch bei Fluoreszenzaufnahmen mit langen Belichtungszeiten.

Viele Grüße

Alexander

Hallo Alexander,

so krass würde ich es nicht sehen. Die modernen aktiv gekühlten Zeiss Axiocams sind bei schwachem Fluoreszenzlicht schon sehr gut, kosten aber auch deutlich über 10 Tsd. Euro.
Ich habe meine Vergleiche ja nur gegenüber veralteten Zeiss Axiocams mit passiver Kühlung über ein massives Metallgehäuse angestellt. Auch die verglichene Astro Kamera AWO ASi 678MM ist nur passiv gekühlt.
Dennoch kann auch eine alte Konsumerkamera (ich habe ja mit der auf Infrarot umgebauten alten Canon 550 D verglichen) sehr gute Ergebnisse liefern. Das kommt vom grösseren Chip der auch bei 18 MP noch große Pixel hat die mehr Licht einfangen.

viele Grüße
Wilfried