11. februarja v laboratoriju Hubei Optics Valley je bil šibek laserski žarek, ki vsebuje le nekaj fotonov, obsevan biološki vzorci. Raziskovalci so strmeli v rezultate izračuna na zaslonu: "Ločljivost slikanja je dosegla milijone slikovnih pik.
Piksle kamere za mobilne telefone, ki se uporabljajo vsak dan, so na splošno v več deset milijonih ali celo več kot 100 milijonov in lahko v življenju fotografirajo jasne fotografije.
Toda v nekaterih posebnih prizorih, kot so globoko morje, visoka nadmorska višina ali pri medicinskem testiranju, je svetlobni signal šibek in prostorska ločljivost je nizka, zato so za zajem slik potrebni enofotonski detektorji.
Fotoni so osnovna enota svetlobe. Svetloba, ki jo vidimo v vsakdanjem življenju, je dejansko sestavljena iz neštetih fotonov. Enofotonski detektorji, kot že ime pove, so detektorji občutljivosti zelo visoki, ki lahko zaznajo posamezne fotone. Imajo pomembne aplikacije v kvantnih komunikacijah, astronomiji, biomedicinskem slikanju in drugih poljih.
"Enofotonski detektorji so kot oči v temi, ki lahko zajamejo šibke svetlobne signale." Eno-fotonski detektorji so omejeni s svojo fizično strukturo, število slikovnih pik pa lahko običajno doseže le na tisoče, kar omejuje njihovo uporabo pri slikanju z visoko ločljivostjo in drugih vidikov, "je dejal dr. Ding Yi, raziskovalec v Hubei Optical Valley LABOYA.
Na primer, v astronomskih opazovanjih zaradi manjšega števila slikovnih pik otežuje zajetje podrobnosti o šibkih in bolj oddaljenih nebesnih telesih; Pri biomedicinskem mikroskopskem slikanju je tudi nemogoče izpolniti zahteve za snemanje fluorescenčnih pojavov kvantne ravni z visoko ločljivostjo.
Da bi premagali to težavo, je ekipa dr. Ding Yi usmerila pozornost na področje računalniškega slikanja. Računalniško slikanje se razlikuje od tradicionalne tehnologije slikanja. Z optično modulacijo in obdelavo signalov se lahko prebije omejitve fotodetektorjev pri ločljivosti slikanja, hitrosti slikanja itd.
"Ne zahtevamo več, da mora vsak pik v različnih obdobjih ustrezati fizičnemu detektorju, vendar naj en sam detektor v različnih obdobjih igra različne vloge in končno obnavlja slike visoke ločljivosti sto tisoč ali celo milijonov slikovnih pik s pomočjo kodiranja svetlobnih polj in algoritmov obnove." Ding Yi je dejal, da je tehnologija ekipe dosegla mednarodno napredno raven.
Poleg tega enofotonski detektorji, ki se uporabljajo za oddajanje analognih signalov. Z raziskavami je laboratorijska ekipa zaključila digitalno odčitavanje detektorjev enofotonov na ravni čipov. Pri pridobivanju enofotonskih signalov lahko naprave za štetje fotonov izpustite, zaradi česar je sistem za slikanje in odkrivanje bolj miniaturiziran in integriran ter se lahko sooči z več scenariji uporabe.
Za rezultati stoji nešteto dni in noči vztrajnosti in predanosti znanstvene raziskovalne skupine. Ker je bil projekt sprožen konec leta 2023, so luči v laboratoriju pogosto do zore, da bi dohiteli napredek. Za preverjanje učinkovitosti eksperimentalnih optičnih in izračunskih metod je skupina izvedla veliko število poskusov in nabrala množične podatke.
"Vsak dan čutim, da ni dovolj časa, zato želim iti hitreje in hitreje, da bi bolj vrhunske naprave uresničile domačo nadomeščanje." Ding Yi je dejal, da raziskovalna skupina trenutno sodeluje z medicinskimi pripomočki, odkrivanjem daljinskega zaznavanja in drugimi področji, prvi inženirski prototip za medicinsko področje pa je v razvoju.
Trenutno raziskovalna skupina dela tudi na številnih tehničnih težavah, kot so sledenje nanodelcev brez oznak in slikanje stiskanja časovne domene. "Čas ne čaka nikogar in smo polni energije, da čim prej premagamo ključne temeljne tehnologije." Je rekel Ding Yi.
