Pada 11 Februari, di Hubei Optics Valley Laboratory, balok laser yang lemah yang hanya berisi beberapa foton adalah sampel biologis yang mengganggu. Para peneliti menatap hasil perhitungan di layar: "Resolusi pencitraan telah mencapai jutaan piksel.
Piksel kamera ponsel yang digunakan setiap hari umumnya berada dalam puluhan juta, atau bahkan lebih dari 100 juta, dan dapat mengambil foto yang jelas dalam kehidupan.
Tetapi dalam beberapa adegan khusus, seperti laut dalam, ketinggian tinggi, atau dalam pengujian medis, sinyal cahaya lemah dan resolusi spasialnya rendah, sehingga detektor foton tunggal diperlukan untuk menangkap gambar.
Foton adalah unit cahaya dasar. Cahaya yang kita lihat dalam kehidupan sehari -hari sebenarnya terdiri dari foton yang tak terhitung jumlahnya. Detektor foton tunggal, seperti namanya, adalah detektor sensitivitas ultra-tinggi yang dapat mendeteksi foton tunggal. Mereka memiliki aplikasi penting dalam komunikasi kuantum, astronomi, pencitraan biomedis dan bidang lainnya.
"Detektor foton tunggal seperti mata dalam gelap, yang dapat menangkap sinyal cahaya yang lemah." Detektor foton tunggal dibatasi oleh struktur fisik mereka, dan jumlah piksel biasanya hanya dapat mencapai ribuan, yang membatasi aplikasi mereka dalam pencitraan resolusi tinggi dan aspek-aspek lainnya, "kata Dr. Ding Yi, seorang peneliti di hubei Valley Laboratory.
Misalnya, dalam pengamatan astronomi, sejumlah piksel yang lebih rendah membuatnya sulit untuk menangkap detail benda selestial yang lebih redup dan lebih jauh; Dalam pencitraan mikroskopis biomedis, juga tidak mungkin untuk memenuhi persyaratan untuk perekaman resolusi tinggi dari fenomena fluoresensi tingkat kuantum.
Untuk mengatasi masalah ini, tim Dr. Ding Yi telah mengalihkan perhatian mereka ke bidang pencitraan komputasi. Pencitraan komputasi berbeda dari teknologi pencitraan tradisional. Ini dapat menembus keterbatasan fotodetektor dalam resolusi pencitraan, laju bingkai pencitraan, dll. Melalui modulasi optik dan pemrosesan sinyal.
"Kami tidak lagi mensyaratkan bahwa setiap piksel harus sesuai dengan detektor fisik, tetapi membiarkan detektor tunggal memainkan peran yang berbeda pada waktu yang berbeda, dan akhirnya mengembalikan gambar resolusi tinggi dari ratusan ribu atau bahkan jutaan piksel melalui pengkodean lapangan cahaya dan algoritma rekonstruksi." Ding Yi mengatakan bahwa teknologi tim telah mencapai tingkat tingkat lanjut internasional.
Selain itu, detektor foton tunggal yang digunakan untuk mengeluarkan sinyal analog. Melalui penelitian, tim laboratorium menyelesaikan pembacaan digital detektor foton tunggal di tingkat chip. Saat mendapatkan sinyal foton tunggal, perangkat penghitungan foton dapat dihilangkan, membuat sistem pencitraan dan deteksi lebih miniatur dan terintegrasi, dan mampu menghadapi lebih banyak skenario aplikasi.
Di belakang hasilnya adalah siang dan malam yang tak terhitung waktu dari ketekunan dan pengabdian tim peneliti ilmiah. Karena proyek ini diluncurkan pada akhir 2023, lampu di laboratorium sering menyala sampai fajar untuk mengejar kemajuan. Untuk memverifikasi efektivitas jalur optik eksperimental dan metode perhitungan, tim melakukan sejumlah besar percobaan dan mengakumulasi data besar -besaran.
"Setiap hari saya merasa tidak ada cukup waktu, jadi saya ingin lebih cepat dan lebih cepat untuk membuat perangkat kelas atas yang lebih mewah mewujudkan substitusi domestik." Ding Yi mengatakan bahwa tim peneliti saat ini bekerja sama dengan perangkat medis, deteksi penginderaan jauh dan bidang lainnya, dan prototipe teknik pertama untuk bidang medis sedang dikembangkan.
Saat ini, tim peneliti juga mengerjakan sejumlah masalah teknis seperti pelacakan nanopartikel bebas label dan pencitraan kompresi waktu-domain. "Waktu tidak menunggu siapa pun, dan kami penuh energi untuk mengatasi teknologi inti kunci sesegera mungkin." Kata Ding Yi.
