Στις 11 Φεβρουαρίου, στο εργαστήριο Hubei Optics Valley, μια αδύναμη δέσμη λέιζερ που περιείχε μόνο μερικά φωτόνια ήταν ακτινοβολώντας βιολογικά δείγματα. Οι ερευνητές κοίταξαν τα αποτελέσματα υπολογισμού στην οθόνη: "Η ανάλυση απεικόνισης έχει φτάσει σε εκατομμύρια εικονοστοιχεία.
Τα εικονοστοιχεία των φωτογραφικών μηχανών κινητής τηλεφωνίας που χρησιμοποιούνται καθημερινά είναι γενικά σε δεκάδες εκατομμύρια ή ακόμα και πάνω από 100 εκατομμύρια και μπορούν να τραβήξουν σαφείς φωτογραφίες στη ζωή.
Αλλά σε ορισμένες ειδικές σκηνές, όπως η βαθιά θάλασσα, το υψηλό υψόμετρο ή σε ιατρικές δοκιμές, το φως του φωτός είναι αδύναμο και η χωρική ανάλυση είναι χαμηλή, έτσι ώστε οι ανιχνευτές ενός φωτονίου να απαιτούνται για τη σύλληψη εικόνων.
Τα φωτόνια είναι η βασική μονάδα φωτός. Το φως που βλέπουμε στην καθημερινή ζωή αποτελείται από αμέτρητα φωτόνια. Οι ανιχνευτές ενός φωτονίου, όπως υποδηλώνουν το όνομα, είναι ανιχνευτές ευαισθησίας εξαιρετικά υψηλής ευαισθησίας που μπορούν να ανιχνεύσουν μεμονωμένα φωτόνια. Έχουν σημαντικές εφαρμογές σε κβαντικές επικοινωνίες, αστρονομία, βιοϊατρική απεικόνιση και άλλα πεδία.
"Οι ανιχνευτές ενός φωτονίου είναι σαν τα μάτια στο σκοτάδι, τα οποία μπορούν να συλλάβουν αδύναμα σήματα φωτός." Οι ανιχνευτές ενός φωτονίου περιορίζονται από τη φυσική τους δομή και ο αριθμός των εικονοστοιχείων μπορεί συνήθως να φτάσει μόνο σε χιλιάδες, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή τους στην απεικόνιση υψηλής ανάλυσης και σε άλλες πτυχές "
Για παράδειγμα, στις αστρονομικές παρατηρήσεις, ένας χαμηλότερος αριθμός εικονοστοιχείων καθιστά δύσκολη τη σύλληψη των λεπτομερειών των πιο αδύναμων και πιο απομακρυσμένων ουρανών σωμάτων. Στη βιοϊατρική μικροσκοπική απεικόνιση, είναι επίσης αδύνατο να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις για την καταγραφή υψηλής ανάλυσης των φαινομένων φθορισμού κβαντικού επιπέδου.
Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, η ομάδα του Dr. Ding Yi έχει στρέψει την προσοχή τους στο πεδίο της υπολογιστικής απεικόνισης. Η υπολογιστική απεικόνιση είναι διαφορετική από την παραδοσιακή τεχνολογία απεικόνισης. Μπορεί να σπάσει τους περιορισμούς των φωτοανιχνευτών στην ανάλυση απεικόνισης, στον ρυθμό καρέ
"Δεν απαιτούμε πλέον ότι κάθε εικονοστοιχείο πρέπει να αντιστοιχεί σε έναν φυσικό ανιχνευτή, αλλά να αφήσει έναν μόνο ανιχνευτή να διαδραματίσει διαφορετικούς ρόλους σε διαφορετικούς χρόνους και τελικά να αποκαταστήσει τις εικόνες υψηλής ανάλυσης εκατοντάδων χιλιάδων ή ακόμα και εκατομμύρια εικονοστοιχεία μέσω κωδικοποίησης ελαφρών πεδίων και αλγορίθμων ανακατασκευής." Ο Ding Yi δήλωσε ότι η τεχνολογία της ομάδας έφτασε στο διεθνές επίπεδο.
Επιπλέον, οι ανιχνευτές ενός φωτονίου που χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή αναλογικών σημάτων. Μέσω της έρευνας, η εργαστηριακή ομάδα ολοκλήρωσε την ψηφιακή ανάγνωση των ανιχνευτών ενός φωτονίου σε επίπεδο τσιπ. Κατά τη λήψη σήματος ενός φωτονίου, οι συσκευές μέτρησης φωτονίων μπορούν να παραλειφθούν, καθιστώντας το σύστημα απεικόνισης και ανίχνευσης πιο μικροσκοπικό και ολοκληρωμένο και ικανό να αντιμετωπίσει περισσότερα σενάρια εφαρμογής.
Πίσω από τα αποτελέσματα είναι οι αμέτρητες μέρες και νύχτες επιμονής και αφοσίωσης της επιστημονικής ερευνητικής ομάδας. Δεδομένου ότι το έργο ξεκίνησε στα τέλη του 2023, τα φώτα στο εργαστήριο είναι συχνά μέχρι την αυγή για να καλύψουν την πρόοδο. Προκειμένου να επαληθευτεί η αποτελεσματικότητα της πειραματικής οπτικής διαδρομής και των μεθόδων υπολογισμού, η ομάδα διεξήγαγε μεγάλο αριθμό πειραμάτων και συσσωρευμένα μαζικά δεδομένα.
"Κάθε μέρα αισθάνομαι ότι δεν υπάρχει αρκετός χρόνος, οπότε θέλω να πάω γρηγορότερα και γρηγορότερα για να φτιάξω περισσότερες συσκευές υψηλής τεχνολογίας να συνειδητοποιούν την εγχώρια υποκατάσταση." Ο Ding Yi δήλωσε ότι η ερευνητική ομάδα συνεργάζεται επί του παρόντος με ιατρικές συσκευές, ανίχνευση τηλεπισκόπησης και άλλα πεδία και το πρώτο πρωτότυπο μηχανικού για τον ιατρικό τομέα βρίσκεται σε εξέλιξη.
Επί του παρόντος, η ερευνητική ομάδα εργάζεται επίσης σε διάφορα τεχνικά προβλήματα, όπως η παρακολούθηση νανοσωματιδίων χωρίς ετικέτες και η απεικόνιση συμπίεσης χρονικού πεδίου. "Ο χρόνος δεν περιμένει κανέναν, και είμαστε γεμάτοι ενέργεια για να ξεπεράσουμε τις βασικές τεχνολογίες πυρήνα το συντομότερο δυνατό." Είπε ο Yi.
