A Hubei Optics Valley Laboratóriumban február 11 -én egy csak néhány fotont tartalmazó gyenge lézernyaláb besugárzó biológiai mintákat besugárzott. A kutatók a képernyőn a számítási eredményekre bámultak: "A képalkotó felbontás több millió pixel elérte.
A napi alkalmazott mobiltelefon -kamerák képpontjai általában tízmillióban, vagy akár több mint 100 millióban vannak, és világos fényképeket készíthetnek az életben.
De néhány speciális jelenetben, például a mélytengeri, a nagy magasságban vagy az orvosi tesztelésben a fényjel gyenge, és a térbeli felbontás alacsony, tehát az egyfoton-detektorokra van szükség a képek rögzítéséhez.
A fotonok az alapvető fényegység. A fény, amelyet a mindennapi életben látunk, valójában számtalan fotonból áll. Az egyfotonos detektorok, amint a neve is sugallja, rendkívül magas érzékenységi detektorok, amelyek képesek kimutatni az egyes fotonokat. Fontos alkalmazásokkal rendelkeznek a kvantumkommunikációban, a csillagászatban, az orvosbiológiai képalkotásban és más területeken.
"Az egyfotonos detektorok olyanok, mint a sötétben lévő szemek, amelyek megragadhatják a gyenge fényjeleket." Az egyfotonos detektorokat fizikai szerkezetük korlátozza, és a pixelek száma általában csak ezreket érhet el, ami korlátozza alkalmazásukat a nagyfelbontású képalkotásban és más szempontokban "-mondta Dr. Ding Yi, a Hubei Optical Valley Laboratorial kutatója.
Például a csillagászati megfigyelések során az alacsonyabb pixelek megnehezítik a halványabb és távolabbi égi test részleteinek rögzítését; Az orvosbiológiai mikroszkópos képalkotásban szintén lehetetlen megfelelni a kvantumszintű fluoreszcencia jelenségek nagy felbontású rögzítésének követelményeinek.
A probléma leküzdése érdekében Dr. Ding Yi csapata a számítási képalkotás területére fordította a figyelmüket. A számítási képalkotás különbözik a hagyományos képalkotó technológiától. Optikai moduláció és jelfeldolgozás révén áttörheti a képalkotó felbontás, képalkotó sebességkor stb. Korlátozásának korlátozásait.
"Már nem követeljük meg, hogy minden pixelnek megfeleljen egy fizikai detektornak, de hagyja, hogy egyetlen detektor különböző szerepeket játsszon különböző időpontokban, és végül helyreállítsa több százezer vagy akár millió pixel nagy felbontású képeit a fénymezők és a rekonstrukciós algoritmusok kódolása révén." Ding Yi azt mondta, hogy a csapat technológiája elérte a nemzetközi fejlett szintet.
Ezen túlmenően az analóg jelek kimeneteléhez használt egyfoton-detektorok. Kutatás útján a laboratóriumi csoport befejezte az egyfotonos detektorok digitális leolvasását chipszinten. Az egyfotonos jelek beszerzésekor a fotonszámláló eszközök kihagyhatók, így a képalkotó és detektálási rendszer miniatürizált és integráltabbá teszi, és képes több alkalmazás-forgatókönyvvel szembesülni.
Az eredmények mögött a tudományos kutatócsoport kitartásának és elkötelezettségének számtalan napja és éjszaka van. Mivel a projektet 2023 végén indították, a laboratóriumi lámpák gyakran hajnalig indulnak, hogy utolérjék az előrehaladást. A kísérleti optikai út és számítási módszerek hatékonyságának igazolása érdekében a csoport számos kísérletet és felhalmozódott hatalmas adatot végzett.
"Minden nap úgy érzem, hogy nincs elég idő, ezért gyorsabban és gyorsabban akarok menni, hogy több csúcskategóriás eszköz megvalósuljon a háztartási helyettesítésre." Ding Yi azt mondta, hogy a kutatócsoport jelenleg együttműködik az orvosi eszközökkel, a távérzékelés észlelésével és más területekkel, valamint az orvosi területek első mérnöki prototípusával.
Jelenleg a kutatócsoport számos műszaki problémán dolgozik, például a címke-mentes nanorészecskék nyomon követésével és az időtartományú tömörítési képalkotással. "Az idő senkit nem vár, és tele vagyunk energiával, hogy a lehető leghamarabb legyőzzük a kulcsfontosságú alaptechnológiákat." - mondta Ding Yi.
