11 lutego w laboratorium Hubei Optics Valley, słaba wiązka laserowa zawierająca tylko kilka fotonów napromieniowała próbki biologiczne. Naukowcy patrzyli na wyniki obliczeń na ekranie: „Rozdzielczość obrazowania osiągnęła miliony pikseli.
Piksele aparatów telefonicznych używanych codziennie są na ogół w dziesiątkach milionów, a nawet ponad 100 milionów i mogą robić jasne zdjęcia w życiu.
Ale w niektórych specjalnych scenach, takich jak głębokie morze, duża wysokość lub podczas badań medycznych, sygnał światła jest słaby, a rozdzielczość przestrzenna jest niska, więc do przechwytywania obrazów potrzebne są detektory jednoosotonu.
Fotony są podstawową jednostką światła. Światło, które widzimy w życiu codziennym, w rzeczywistości składa się z niezliczonych fotonów. Jak sama nazwa wskazuje, detektory jednofotonowe, to detektory wrażliwości na ultra wysokie, które mogą wykrywać pojedyncze fotony. Mają ważne zastosowania w komunikacji kwantowej, astronomii, obrazowaniu biomedycznym i innych dziedzinach.
„Detektory jednofotonowe są jak oczy w ciemności, które mogą uchwycić słabe sygnały światła.” Detektory jednofotonowe są ograniczone ich strukturą fizyczną, a liczba pikseli może zwykle dotrzeć tylko do tysięcy, co ogranicza ich zastosowanie w obrazowaniu w wysokiej rozdzielczości i innych aspektach ”-powiedział dr Ding Yi, badacz w laboratorium Valley Valley Laboratory.
Na przykład w obserwacjach astronomicznych mniejsza liczba pikseli utrudnia uchwycenie szczegółów słabszych i bardziej odległych ciał niebieskich; W biomedycznym obrazowaniu mikroskopowym niemożliwe jest również spełnienie wymagań dotyczących rejestracji fluorescencji na poziomie wysokiej rozdzielczości.
Aby pokonać ten problem, zespół dr Dinga Yi zwrócił uwagę na dziedzinę obrazowania obliczeniowego. Obrazowanie obliczeniowe różni się od tradycyjnej technologii obrazowania. Może przełamać ograniczenia fotodetektorów w rozdzielczości obrazowania, szybkości klatek na sekundę itp. Poprzez modulację optyczną i przetwarzanie sygnału.
„Nie wymagamy już, aby każdy piksel musiał odpowiadać detektorowi fizycznemu, ale pozwolił pojedynczego detektora odgrywać różne role w różnych momentach, a ostatecznie przywróci obrazy o wysokiej rozdzielczości setek tysięcy, a nawet milionów pikseli poprzez kodowanie pola światła i algorytmów rekonstrukcji.” Ding Yi powiedział, że technologia zespołu osiągnęła poziom zaawansowany międzynarodowego.
Ponadto detektory jednofotonowe używane do wysyłania sygnałów analogowych. Poprzez badania zespół laboratoryjny zakończył cyfrowy odczyt detektorów jednoosotonu na poziomie ChIP. Podczas uzyskiwania sygnałów jednofotonowych urządzenia do zliczania fotonów można pominąć, dzięki czemu system obrazowania i wykrywania jest bardziej zminiaturyzowany i zintegrowany oraz mogą stawić czoła większej liczbie scenariuszy aplikacji.
Za wynikami stoją niezliczone dni i noce wytrwałości i poświęcenia zespołu badań naukowych. Ponieważ projekt został uruchomiony pod koniec 2023 r., Światła w laboratorium są często włączone do świtu, aby nadrobić postępy. W celu zweryfikowania skuteczności eksperymentalnej ścieżki optycznej i metod obliczeniowych zespół przeprowadził dużą liczbę eksperymentów i skumulowane masywne dane.
„Każdego dnia czuję, że nie ma wystarczająco dużo czasu, więc chcę iść szybciej i szybciej, aby urządzenia bardziej wysokiej klasy realizacji zastąpienia krajowego.” Ding Yi powiedział, że zespół badawczy współpracuje obecnie z urządzeniami medycznymi, wykrywaniem zdalnego wykrywania i innymi dziedzinami, a pierwszy prototyp inżynierski dla dziedziny lekarskiej.
Obecnie zespół badawczy pracuje również nad wieloma problemami technicznymi, takimi jak bez etykiety śledzenie nanocząstek i obrazowanie kompresyjne w dziedzinie czasu. „Czas nie czeka na nikogo, a my jesteśmy pełni energii, aby jak najszybciej pokonać kluczowe technologie”. Ding Yi powiedział.
