SNSPD-камера для исследования фотонов

22.11.2023

Ученые из Национального института стандартов и технологий США разработали камеру, оснащенную сверхпроводниковым однофотонным нанопроводным детектором (SNSPD), способную обрабатывать информацию в 400 раз большем разрешении по сравнению с современными аналогами, не утрачивая при этом других ключевых характеристик. Этот значительный шаг вперед может привести к появлению SNSPD камер масштабного уровня, способных регистрировать изображения одиночных фотонов в широком электромагнитном спектре.

Представленная SNSPD-камера с новыми технологиями считывания открывает новую эру в области регистрации фотонов, предоставляя возможность обработки изображений в невиданном разрешении. Революционный подход к созданию камеры с большим числом пикселей может привести к значительным изменениям в области фотоники и оптики.

Первые камеры SNSPD появились два десятилетия назад, вызвав революцию в области оптики. Они включают массивы нанонитей, охлажденных практически до абсолютного нуля. Каждая нить переносит электрический ток ниже критической точки, где теряется сверхпроводимость. Когда фотон сталкивается с нанонитьем, поглощенное им тепло временно нарушает сверхпроводимость. Это позволяет камере точно определить расположение каждого фотона.

SNSPD обладают выдающимися характеристиками: они работают с любой длиной волны фотона до 29 нм и обеспечивают эффективность регистрации на уровне 98% для 1550 нм. Несмотря на эти преимущества, масштабирование SNSPD было затруднено необходимостью независимых нитей считывания для каждого пикселя, ограничивая их разрешение до 1000 пикселей.

Команда ученых решила эту проблему, регистрируя фотоны с использованием параллельных линий считывания, расположенных в каждой строке и колонке. Этот метод, отличный от прямого считывания электрического сигнала, позволил камере точно определить место поглощения фотона. Собранная камера способна регистрировать 400 000 пикселей, что в 400 раз превышает возможности самых современных аналогов. Дальнейшие усовершенствования обещают еще большие достижения в этой области.

<< Назад: Очистка воды и производство водорода с помощью искусственного фотокатализа 23.11.2023

>> Вперед: Процессор на 2D-транзисторах из дисульфида молибдена 22.11.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Выращивание новых рук и ног 27.11.2018 Специалисты из Биологической лаборатории острова Маунт-Дезерт обнаружили ген, который способствует регенерации у животных. По мнению ученых, он может помочь отращивать новые конечности в том числи и у людей, о чем отмечается на сайте научного центра. Ученые детально изучили геном организмов, имеющих способность к регенерации, при помощи технологии секвенирования, благодаря которой определяется структура ДНК. В итоге было установлено, что в каждом из них существуют общие генетические механизмы. Общий предок для большинства живых организмов существовал 420 миллионов лет назад. Потомками его являются, в том числе, люди. А потому исследователи полагают, что они также должны обладать этими генами. Участки данной ДНК играют важную роль в образовании бластемы, представляющей собой популяцию клеток, скапливающихся в ране после ампутации. В результате это способствует восстановлению утраченной конечности у некоторых животных. Специалисты предполагают, что на эти процессы также оказывает большое влияние сеть регулярных молекул - РНК. Именно они, возможно, являются причиной того, что регенерация тканей у человека не так активна. Однако воздействие на них может помочь возвращать людям конечности.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025