Pada 11 Februari, di Makmal Lembah Optik Hubei, rasuk laser yang lemah yang mengandungi hanya beberapa foton yang menyinari sampel biologi. Penyelidik menatap hasil pengiraan pada skrin: "Resolusi pengimejan telah mencapai berjuta -juta piksel.
Pixel kamera telefon bimbit yang digunakan setiap hari secara amnya adalah puluhan juta, atau bahkan lebih dari 100 juta, dan boleh mengambil gambar yang jelas dalam kehidupan.
Tetapi dalam beberapa adegan khas, seperti laut dalam, ketinggian tinggi, atau dalam ujian perubatan, isyarat cahaya lemah dan resolusi spatial adalah rendah, jadi pengesan tunggal-foton diperlukan untuk menangkap imej.
Foton adalah unit asas cahaya. Cahaya yang kita lihat dalam kehidupan seharian sebenarnya terdiri daripada foton yang tak terhitung jumlahnya. Pengesan foton tunggal, seperti namanya, adalah pengesan sensitiviti ultra tinggi yang dapat mengesan foton tunggal. Mereka mempunyai aplikasi penting dalam komunikasi kuantum, astronomi, pengimejan bioperubatan dan bidang lain.
"Pengesan foton tunggal adalah seperti mata dalam kegelapan, yang dapat menangkap isyarat cahaya yang lemah." Pengesan foton tunggal dibatasi oleh struktur fizikal mereka, dan bilangan piksel biasanya hanya dapat mencapai ribuan, yang mengehadkan permohonan mereka dalam pengimejan resolusi tinggi dan aspek lain, "kata Dr Ding Yi, seorang penyelidik di makmal Lembah Optik Hubei.
Sebagai contoh, dalam pemerhatian astronomi, bilangan piksel yang lebih rendah menjadikannya sukar untuk menangkap butir -butir yang lebih lemah dan badan angkasa yang lebih jauh; Dalam pencitraan mikroskopik bioperubatan, juga mustahil untuk memenuhi keperluan untuk rakaman resolusi tinggi fenomena pendarfluor peringkat kuantum.
Untuk mengatasi masalah ini, pasukan Dr. Ding Yi telah mengalihkan perhatian mereka kepada bidang pengimejan pengiraan. Pencitraan komputasi adalah berbeza daripada teknologi pengimejan tradisional. Ia boleh memecahkan batasan photodetectors dalam resolusi pengimejan, kadar bingkai pengimejan, dan lain -lain melalui modulasi optik dan pemprosesan isyarat.
"Kami tidak lagi menghendaki setiap piksel mesti sesuai dengan pengesan fizikal, tetapi biarkan pengesan tunggal memainkan peranan yang berbeza pada masa yang berlainan, dan akhirnya memulihkan imej resolusi tinggi ratusan ribu atau bahkan berjuta-juta piksel melalui bidang cahaya pengekodan dan algoritma pembinaan semula." Ding Yi mengatakan bahawa teknologi pasukan telah mencapai tahap maju antarabangsa.
Di samping itu, pengesan foton tunggal digunakan untuk mengeluarkan isyarat analog. Melalui penyelidikan, pasukan makmal menyelesaikan pembacaan digital pengesan foton tunggal di peringkat cip. Apabila mendapatkan isyarat tunggal foton, peranti pengiraan foton boleh ditinggalkan, menjadikan sistem pengimejan dan pengesanan lebih miniatur dan bersepadu, dan dapat menghadapi lebih banyak senario aplikasi.
Di sebalik hasilnya adalah banyak hari dan malam ketabahan dan dedikasi pasukan penyelidikan saintifik. Sejak projek itu dilancarkan pada akhir tahun 2023, lampu -lampu di makmal sering kali sampai subuh untuk mengejar kemajuan. Untuk mengesahkan keberkesanan kaedah optik dan kaedah pengiraan eksperimen, pasukan menjalankan sejumlah besar eksperimen dan data besar yang terkumpul.
"Setiap hari saya merasakan bahawa tidak cukup masa, jadi saya mahu pergi lebih cepat dan lebih cepat untuk membuat lebih banyak peranti mewah menyedari penggantian domestik." Ding Yi berkata bahawa pasukan penyelidikan kini bekerjasama dengan peranti perubatan, pengesanan penderiaan jauh dan bidang lain, dan prototaip kejuruteraan pertama untuk bidang perubatan sedang dalam pembangunan.
Pada masa ini, pasukan penyelidikan juga mengusahakan beberapa masalah teknikal seperti pengesanan nanopartikel tanpa label dan pencitraan mampatan domain masa. "Masa menunggu tiada siapa, dan kami penuh tenaga untuk mengatasi teknologi teras utama secepat mungkin." Ding Yi berkata.
