Le 11 février, dans le Hubei Optics Valley Laboratory, un faisceau laser faible contenant seulement quelques photons irradiatait des échantillons biologiques. Les chercheurs ont regardé les résultats du calcul à l'écran: "La résolution d'imagerie a atteint des millions de pixels.
Les pixels des caméras de téléphonie mobile utilisés quotidiennement sont généralement dans des dizaines de millions, voire plus de 100 millions, et peuvent prendre des photos claires dans la vie.
Mais dans certaines scènes spéciales, telles que la mer profonde, la haute altitude ou dans les tests médicaux, le signal d'éclairage est faible et la résolution spatiale est faible, donc des détecteurs à photons uniques sont nécessaires pour capturer des images.
Les photons sont l'unité de base de la lumière. La lumière que nous voyons dans la vie quotidienne est en fait composée d'innombrables photons. Les détecteurs à photons uniques, comme son nom l'indique, sont des détecteurs de sensibilité ultra-hauts qui peuvent détecter des photons uniques. Ils ont des applications importantes dans les communications quantiques, l'astronomie, l'imagerie biomédicale et d'autres domaines.
"Les détecteurs à photons uniques sont comme des yeux dans l'obscurité, qui peuvent capturer des signaux de lumière faibles." Les détecteurs à photon unique sont limités par leur structure physique, et le nombre de pixels ne peut généralement atteindre des milliers de personnes, ce qui limite leur application dans l'imagerie haute résolution et d'autres aspects ", a déclaré le Dr Ding Yi, chercheur à Hubei Optical Valley Laboratory.
Par exemple, dans les observations astronomiques, un nombre plus faible de pixels rend difficile la capture des détails des corps célestes plus faibles et plus éloignés; Dans l'imagerie microscopique biomédicale, il est également impossible de répondre aux exigences de l'enregistrement à haute résolution des phénomènes de fluorescence au niveau quantique.
Pour surmonter ce problème, l'équipe du Dr Ding Yi a tourné leur attention vers le domaine de l'imagerie informatique. L'imagerie informatique est différente de la technologie d'imagerie traditionnelle. Il peut percer les limites des photodétecteurs dans la résolution d'imagerie, la fréquence d'image d'imagerie, etc. par modulation optique et traitement du signal.
"Nous ne nécessitons plus que chaque pixel doit correspondre à un détecteur physique, mais laissez un seul détecteur jouer des rôles différents à différents moments, et enfin restaurer des images haute résolution de centaines de milliers, voire des millions de pixels, à travers des champs lumineux encodant et des algorithmes de reconstruction." Ding Yi a déclaré que la technologie de l'équipe avait atteint le niveau avancé international.
De plus, les détecteurs à photons uniques utilisés pour produire des signaux analogiques. Grâce à la recherche, l'équipe de laboratoire a terminé la lecture numérique des détecteurs à photons uniques au niveau de la puce. Lors de l'obtention de signaux à photons uniques, les dispositifs de comptage de photons peuvent être omis, ce qui rend le système d'imagerie et de détection plus miniaturisé et intégré, et capable de faire face à plus de scénarios d'application.
Derrière les résultats se trouvent les innombrables jours et nuits de persévérance et de dévouement de l'équipe de recherche scientifique. Depuis le lancement du projet à la fin de 2023, les lumières du laboratoire sont souvent allumées jusqu'à l'aube pour rattraper les progrès. Afin de vérifier l'efficacité du chemin optique expérimental et des méthodes de calcul, l'équipe a mené un grand nombre d'expériences et des données massives accumulées.
"Chaque jour, je pense qu'il n'y a pas assez de temps, donc je veux aller de plus en plus vite pour que plus d'appareils haut de gamme réalisent la substitution domestique." Ding Yi a déclaré que l'équipe de recherche coopère actuellement avec les dispositifs médicaux, la détection de télédétection et d'autres domaines, et que le premier prototype d'ingénierie pour le domaine médical est en cours de développement.
À l'heure actuelle, l'équipe de recherche travaille également sur un certain nombre de problèmes techniques tels que le suivi des nanoparticules sans étiquette et l'imagerie de compression du domaine temporel. "Le temps n'attend personne, et nous sommes pleins d'énergie pour surmonter les technologies de base clés dès que possible." Ding Yi a dit.
