Датчики с однофотонными лавинными фотодиодами (SPAD) предназначены для регистрации отдельных фотонов и особенно полезны при крайне низком уровне освещения или когда важно точно измерить момент прибытия фотона. Litavis развивает эту чувствительность за счет возможности программно менять конфигурацию аппаратного обеспечения под разные задачи визуализации без разработки нового датчика, пишет IE.

Режимы работы датчика включают визуализацию с подсчетом фотонов, программируемое временное стробирование, различные конфигурации время-цифровых преобразователей, коррелированный по времени подсчет одиночных фотонов, детектирование совпадений, а также совместную запись временных меток и изображения. Это позволяет фиксировать информацию, которая необходима там, где обычной интенсивностной визуализации недостаточно.

Датчик построен на архитектуре КМОП с цифровой фотонной обработкой, интегрированной непосредственно в матрицу пикселей. Он обеспечивает непрерывную визуализацию с подсчетом фотонов с разрешением 256×256 пикселей при слабом освещении. Одновременно он генерирует фотонные события с временными метками на сетке макропикселей 64×64, обеспечивая, наряду с изображением с полным разрешением, хронометраж с пикосекундным разрешением.

Устройство поддерживает мультисобытийный хронометраж, позволяя индивидуально распределять несколько фотонов, обнаруженных за один цикл возбуждения. Встроенные возможности построения гистограмм дают возможность анализировать статистическое распределение этих событий, что открывает потенциал, недоступный обычным камерам — например, для флуоресцентной визуализации времени жизни, динамического рассеяния света и квантового зондирования.

Такой подход решает и практическую проблему, которая становится значимой по мере роста объемов данных в системах визуализации. Вместо передачи каждого зарегистрированного фотонного события внешнему процессору часть обработки происходит внутри датчика, что, по словам Singular Photonics, снижает количество необработанных данных в системе, потенциально улучшает задержку и энергоэффективность и позволяет масштабировать обработку в реальном времени.

Возможные варианты применения Litavis включают машинное зрение, робототехнику, физический ИИ, измерение глубины, спектроскопию, научную и медицинскую визуализацию, квантовые технологии и промышленную автоматизацию.

Австралийский физик опубликовал весной этого года экспериментальное доказательство того, что гравитация влияет на поведение света измеримым образом. Это открытие позволяет по-новому осмыслить один из основополагающих постулатов Эйнштейна, а также закладывает основу для нового поколения фотонных гравитационных датчиков повышенной чувствительности.