Low threshold acquisition controller for Skipper charge-coupled devices

The development of the Skipper-charge-coupled devices (Skipper-CCDs) has been a major technological breakthrough for sensing very weak ionizing particles. The sensor allows to reach the ultimate sensitivity of silicon material as a charge signal sensor by unambiguous determination of the charge signal collected by each cell or pixel, even for single electron-hole pair ionization. Extensive use of the technology was limited by the lack of specific equipment to operate the sensor at the ultimate performance. A simple, single-board Skipper-CCD controller designed by the authors is presented and aimed for the operation of the detector in high sensitivity scientific applications. Our article describes the main components and functionality of the so-called low threshold acquisition controller together with experimental results when connected to a Skipper-CCD sensor. Measurements show unprecedented deep subelectron noise of 0.039 erms-/pix by nondestructively measuring the charge 5000 times in each pixel.Fil: Cancelo, Gustavo Indalecio. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Chavez, Claudio. Universidad Nacional de Asunción; ParaguayFil: 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"; ArgentinaFil: Estrada, Juan. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Fernández Moroni, Guillermo. 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 UnidosFil: 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"; ArgentinaFil: Sofo Haro, Miguel Francisco. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Idehesi-inst Mult Est Soc Contem (uncuyo); ArgentinaFil: Soto, Angel Jose. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina. 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"; ArgentinaFil: Stefanazzi, Leandro. 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"; ArgentinaFil: Tiffenberg, Javier Sebastian. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Treptow, Ken. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Wilcer, Neal. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Zmuda, Ted. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unido

DARKNESS: A Microwave Kinetic Inductance Detector Integral Field Spectrograph for High-Contrast Astronomy

We present DARKNESS (the DARK-speckle Near-infrared Energy-resolving Superconducting Spectrophotometer), the first of several planned integral field spectrographs to use optical/near-infrared Microwave Kinetic Inductance Detectors (MKIDs) for high-contrast imaging. The photon counting and simultaneous low-resolution spectroscopy provided by MKIDs will enable real-time speckle control techniques and post-processing speckle suppression at framerates capable of resolving the atmospheric speckles that currently limit high-contrast imaging from the ground. DARKNESS is now operational behind the PALM-3000 extreme adaptive optics system and the Stellar Double Coronagraph at Palomar Observatory. Here we describe the motivation, design, and characterization of the instrument, early on-sky results, and future prospects.Comment: 17 pages, 17 figures. PASP Publishe

DARKNESS: A Microwave Kinetic Inductance Detector Integral Field Spectrograph for High-contrast Astronomy

We present DARKNESS (the DARK-speckle Near-infrared Energy-resolving Superconducting Spectrophotometer), the first of several planned integral field spectrographs to use optical/near-infrared Microwave Kinetic Inductance Detectors (MKIDs) for high-contrast imaging. The photon counting and simultaneous low-resolution spectroscopy provided by MKIDs will enable real-time speckle control techniques and post-processing speckle suppression at frame rates capable of resolving the atmospheric speckles that currently limit high-contrast imaging from the ground. DARKNESS is now operational behind the PALM-3000 extreme adaptive optics system and the Stellar Double Coronagraph at Palomar Observatory. Here, we describe the motivation, design, and characterization of the instrument, early on-sky results, and future prospects

Achieving sub electron noise in CCD systems by means of digital filtering techniques that lower 1/f pixel correlated noise

Scientific CCDs designed in thick high resistivity silicon (Si) are excellent detectors for astronomy, high energy and nuclear physics, and instrumentation. Many applications can benefit from CCDs ultra low noise readout systems. The present work shows how sub electron noise CCD images can be achieved using digital signal processing techniques. These techniques allow 0. 4 electrons of noise at readout bandwidths of up to 10 Kpixels per second while keeping the full CCD spatial resolution and signal dynamic range. © 2012 Springer Science+Business Media B.V. (outside the USA).Fil: Cancelo, Gustavo Indalecio Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Estrada, Juan Cruz. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Fernández Moroni, Guillermo. 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"; ArgentinaFil: Treptow, Ken. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Zmuda, Ted. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Diehl, H. Thomas. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados Unido

A low noise digital readout system for scientific charge coupled devices

Fully depleted thick CCDs have been designed for infrared astronomy, but their low read-out noise of the order of ≈ 2 e− and their considerable mass of ≈ 5.2 g, allows novel uses for them in low energy threshold particle detection applications, such as the CONNIE and DAMIC experiments. For both experiments, a reduction of the CCD read-out noise is will produce an increase in the detection efficiency. Few works have demonstrated that is possible reduce the noise applying digital processing techniques, and it is a field that must be explored. In this work the design of a CCD digital acquisition system will be presented. The impact of key parameters as quantization noise, front-end gain and ADC noise will be analyzed. A prototype of the front-end electronics was successfully tested with a CCD exposed to X-rays, achieving 2.3e− of readout noise.Fil: Sofo Haro, Miguel Francisco. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soto, Angel Jose. 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"; ArgentinaFil: Fernández Moroni, Guillermo. 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"; ArgentinaFil: 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"; ArgentinaFil: 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"; ArgentinaFil: Chavez, Rodrigo. Universidad Nacional de Asunción; ParaguayFil: Castaneda, Alejandra. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Hernandez, Karen. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Zmuda, Ted. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Wilser, Neal. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: 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"; ArgentinaFil: Oliva, Alejandro Raul. 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"; ArgentinaFil: Cancelo, Gustavo Indalecio. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosXVII Reunión de Trabajo en Procesamiento de la Información y Control - RPIC 2017Mar del PlataArgentinaConsejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas en Electrónic

Integrated genomic characterization of endometrial carcinoma

We performed an integrated genomic, transcriptomic and proteomic characterization of 373 endometrial carcinomas using array- and sequencing-based technologies. Uterine serous tumours and ~25% of high-grade endometrioid tumours had extensive copy number alterations, few DNA methylation changes, low oestrogen receptor/progesterone receptor levels, and frequent TP53 mutations. Most endometrioid tumours had few copy number alterations or TP53 mutations, but frequent mutations in PTEN, CTNNB1, PIK3CA, ARID1A and KRAS and novel mutations in the SWI/SNF chromatin remodelling complex gene ARID5B. A subset of endometrioid tumours that we identified had a markedly increased transversion mutation frequency and newly identified hotspot mutations in POLE. Our results classified endometrial cancers into four categories: POLE ultramutated, microsatellite instability hypermutated, copy-number low, and copy-number high. Uterine serous carcinomas share genomic features with ovarian serous and basal-like breast carcinomas. We demonstrated that the genomic features of endometrial carcinomas permit a reclassification that may affect post-surgical adjuvant treatment for women with aggressive tumours.National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143799-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143835-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143840-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143843-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143845-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143848-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143858-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143866-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143867-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143882-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA143883-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant 5U24CA144025-04)National Institutes of Health (U.S.) (Grant U54HG003067-11)National Institutes of Health (U.S.) (Grant U54HG003079-10)National Institutes of Health (U.S.) (Grant U54HG003273-10