11 फरवरी को, हुबेई ऑप्टिक्स वैली लेबोरेटरी में, एक कमजोर लेजर बीम जिसमें केवल कुछ फोटॉन थे, जैविक नमूनों को विकिरणित कर रहे थे। शोधकर्ताओं ने स्क्रीन पर गणना परिणामों को देखा: "इमेजिंग रिज़ॉल्यूशन लाखों पिक्सेल तक पहुंच गया है।
दैनिक उपयोग किए जाने वाले मोबाइल फोन कैमरों के पिक्सेल आम तौर पर दसियों लाखों में, या यहां तक कि 100 मिलियन से अधिक होते हैं, और जीवन में स्पष्ट तस्वीरें ले सकते हैं।
लेकिन कुछ विशेष दृश्यों में, जैसे कि गहरे समुद्र, उच्च ऊंचाई, या चिकित्सा परीक्षण में, प्रकाश संकेत कमजोर है और स्थानिक संकल्प कम है, इसलिए छवियों को पकड़ने के लिए एकल-फोटॉन डिटेक्टरों की आवश्यकता होती है।
फोटॉन प्रकाश की मूल इकाई हैं। दैनिक जीवन में हम जो प्रकाश देखते हैं, वह वास्तव में अनगिनत फोटॉनों से बना है। सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर, जैसा कि नाम से पता चलता है, अल्ट्रा-हाई सेंसिटिविटी डिटेक्टर हैं जो सिंगल फोटॉनों का पता लगा सकते हैं। उनके पास क्वांटम संचार, खगोल विज्ञान, बायोमेडिकल इमेजिंग और अन्य क्षेत्रों में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं।
"सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर अंधेरे में आंखों की तरह होते हैं, जो कमजोर प्रकाश संकेतों को पकड़ सकते हैं।" सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर उनकी भौतिक संरचना द्वारा सीमित होते हैं, और पिक्सल की संख्या आमतौर पर केवल हजारों तक पहुंच सकती है, जो उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग और अन्य पहलुओं में उनके आवेदन को सीमित करती है, "डॉ। डिंग यी ने कहा, हबी ऑप्टिकल वैली लेरी के एक शोधकर्ता ने कहा।
उदाहरण के लिए, खगोलीय टिप्पणियों में, कम संख्या में पिक्सेल से बेहोश करने वाले और अधिक दूर के खगोलीय निकायों के विवरण को पकड़ना मुश्किल हो जाता है; बायोमेडिकल माइक्रोस्कोपिक इमेजिंग में, क्वांटम-स्तरीय प्रतिदीप्ति घटनाओं के उच्च-रिज़ॉल्यूशन रिकॉर्डिंग के लिए आवश्यकताओं को पूरा करना भी असंभव है।
इस समस्या को दूर करने के लिए, डॉ। डिंग यी की टीम ने कम्प्यूटेशनल इमेजिंग के क्षेत्र की ओर अपना ध्यान आकर्षित किया है। कम्प्यूटेशनल इमेजिंग पारंपरिक इमेजिंग तकनीक से अलग है। यह ऑप्टिकल मॉड्यूलेशन और सिग्नल प्रोसेसिंग के माध्यम से इमेजिंग रिज़ॉल्यूशन, इमेजिंग फ्रेम रेट आदि में फोटोडेटेक्टर्स की सीमाओं के माध्यम से टूट सकता है।
"हमें अब आवश्यकता नहीं है कि प्रत्येक पिक्सेल को एक भौतिक डिटेक्टर के अनुरूप होना चाहिए, लेकिन एक एकल डिटेक्टर को अलग-अलग समय पर अलग-अलग भूमिकाएं निभाने दें, और अंत में हजारों या यहां तक कि लाखों पिक्सेल की उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियों को पुनर्स्थापित करें, जो कि प्रकाश क्षेत्रों और पुनर्निर्माण एल्गोरिदम के माध्यम से एन्कोडिंग के माध्यम से भी लाखों पिक्सेल हैं।" डिंग यी ने कहा कि टीम की तकनीक अंतर्राष्ट्रीय उन्नत स्तर पर पहुंच गई है।
इसके अलावा, सिंगल-फोटॉन डिटेक्टरों का उपयोग एनालॉग सिग्नल को आउटपुट करने के लिए किया जाता है। अनुसंधान के माध्यम से, प्रयोगशाला टीम ने चिप स्तर पर एकल-फोटॉन डिटेक्टरों के डिजिटल रीडआउट को पूरा किया। सिंगल-फोटॉन सिग्नल प्राप्त करते समय, फोटॉन काउंटिंग डिवाइस को छोड़ा जा सकता है, जिससे इमेजिंग और डिटेक्शन सिस्टम अधिक लघु और एकीकृत हो जाता है, और अधिक एप्लिकेशन परिदृश्यों का सामना करने में सक्षम होता है।
परिणामों के पीछे वैज्ञानिक अनुसंधान टीम के दृढ़ता और समर्पण के अनगिनत दिन और रातें हैं। चूंकि परियोजना को 2023 के अंत में लॉन्च किया गया था, प्रयोगशाला में रोशनी अक्सर प्रगति के साथ पकड़ने के लिए सुबह तक होती है। प्रयोगात्मक ऑप्टिकल पथ और गणना विधियों की प्रभावशीलता को सत्यापित करने के लिए, टीम ने बड़ी संख्या में प्रयोग किए और बड़े पैमाने पर डेटा संचित किया।
"हर दिन मुझे लगता है कि पर्याप्त समय नहीं है, इसलिए मैं अधिक उच्च-अंत वाले उपकरणों को घरेलू प्रतिस्थापन का एहसास करने के लिए तेजी से और तेजी से जाना चाहता हूं।"
वर्तमान में, अनुसंधान टीम कई तकनीकी समस्याओं जैसे लेबल-मुक्त नैनोकणों ट्रैकिंग और समय-डोमेन संपीड़न इमेजिंग पर भी काम कर रही है। "समय किसी के लिए इंतजार करता है, और हम जल्द से जल्द प्रमुख कोर प्रौद्योगिकियों को पार करने के लिए ऊर्जा से भरे हुए हैं।" डिंग यी ने कहा।
