L’11 de febrer, al laboratori de la vall d’òptica Hubei, un feix làser feble que contenia només uns quants fotons era irradiar mostres biològiques. Els investigadors van mirar els resultats del càlcul de la pantalla: "La resolució d'imatge ha arribat a milions de píxels.
Els píxels de càmeres de telefonia mòbil utilitzades diàriament es troben generalment en desenes de milions, o fins i tot més de 100 milions, i poden fer fotos clares a la vida.
Però en algunes escenes especials, com el mar profund, la gran altitud o en les proves mèdiques, el senyal de llum és feble i la resolució espacial és baixa, de manera que es necessiten detectors d’un fotó per capturar imatges.
Els fotons són la unitat bàsica de llum. La llum que veiem a la vida diària està composta per infinitat de fotons. Els detectors d’un fotó, com el seu nom indica, són detectors de sensibilitat ultra-alta que poden detectar fotons simples. Tenen aplicacions importants en comunicacions quàntiques, astronomia, imatge biomèdica i altres camps.
"Els detectors d'un sol fotó són com els ulls de la foscor, que poden capturar senyals de llum febles." Els detectors d'un fotó solt estan limitats per la seva estructura física, i el nombre de píxels sol arribar a arribar a milers, cosa que limita la seva aplicació en imatges d'alta resolució i altres aspectes ", va dir el doctor Ding Yi, un investigador del laboratori Optical Valley Hubei.
Per exemple, en observacions astronòmiques, un nombre inferior de píxels dificulta la captura dels detalls dels cossos celestes més febles i més llunyans; En la imatge microscòpica biomèdica, també és impossible complir els requisits per al registre d’alta resolució de fenòmens de fluorescència a nivell quàntic.
Per superar aquest problema, l’equip del doctor Ding Yi ha dirigit l’atenció en el camp de la imatge computacional. La imatge computacional és diferent de la tecnologia tradicional d’imatges. Es pot trencar a través de les limitacions dels fotodetectors en la resolució d’imatge, la velocitat de fotograma d’imatge, etc. mitjançant la modulació òptica i el processament del senyal.
"Ja no requerim que cada píxel hagi de correspondre a un detector físic, però que un únic detector tingui papers diferents en diferents moments i, finalment, restableixi imatges d'alta resolució de centenars de milers o fins i tot milions de píxels mitjançant la codificació de camps de llum i els algoritmes de reconstrucció".
A més, els detectors d’un fotó utilitzats per produir senyals analògics. A través de la investigació, l'equip de laboratori va completar la lectura digital de detectors d'un sol fotó a nivell de xip. A l’hora d’obtenir senyals d’un fotó, es poden ometre dispositius de recompte de fotons, fent que el sistema d’imatge i detecció sigui més miniaturitzat i integrat i capaç d’afrontar més escenaris d’aplicació.
Darrere dels resultats hi ha innombrables dies i nits de perseverança i dedicació de l’equip de recerca científica. Atès que el projecte es va llançar a finals de 2023, les llums del laboratori sovint estan activades fins a l'alba per posar -se al dia amb el progrés. Per tal de verificar l'efectivitat de la ruta òptica experimental i els mètodes de càlcul, l'equip va realitzar un gran nombre d'experiments i va acumular dades massives.
"Cada dia sento que no hi ha prou temps, així que vull anar més ràpid i ràpid per fer que els dispositius de gamma alta realitzin la substitució domèstica". Ding Yi va dir que l'equip de recerca està cooperant actualment amb dispositius mèdics, detecció de teledetecció i altres camps i el primer prototip d'enginyeria per a l'àmbit mèdic està en desenvolupament.
Actualment, l’equip de recerca també treballa en diversos problemes tècnics com ara el seguiment de nanopartícules sense etiquetes i la imatge de compressió del domini del temps. "El temps no espera a ningú, i estem plens d'energia per superar les tecnologies bàsiques clau tan aviat com sigui possible". Va dir Ding Yi.
