Войти

Российские ученые создают самую чувствительную видеокамеру в мире

2148
1
+3
Российские ученые создают самую чувствительную видеокамеру в мире
Российские ученые создают самую чувствительную видеокамеру в мире.
Источник изображения: rusnanonet.ru

Команда ученых Центра НТИ "Квантовые коммуникации" НИТУ "МИСиС" разрабатывает первый в мире прототип видеодетектора инфракрасных фотонов - камеры настолько мощной, что она сможет "видеть" движение одиночных частиц такого излучения. В камере будет установлена матрица на 1000 пикселей, а применение такая система найдет в целом ряде областей, где требуются высокоточные измерения: защищенные коммуникации, в том числе и спутниковые, квантовые вычисления, диагностическая медицина.

Фотон - элементарная квантовая частица электромагнитного излучения или, иначе говоря, света. Насколько важные и разноплановые функции выполняет излучение того или иного спектра, настолько же интересные применения можно найти для одиночных фотонов этого излучения. Например, имея возможность отследить отдельные кванты инфракрасного света, можно существенно повысить безопасность линий связи, точность измерительных приборов.

Эта идея не нова - первые попытки детектировать фотоны "поштучно" предпринимались еще в начале XX века на электронных лампах - фотоэлектронных умножителях. Однако первые приборы, в силу слабой технологической составляющей, работали медленно, иногда не срабатывали, а иногда срабатывали ложно. Потом появились полупроводниковые приборы - лавинные фотодиоды, которые работали лучше, но только с видимым светом.

Существенный прорыв в инфракрасный диапазон произошел в начале 2000-х годов - тогда команда российского физика, главного научного сотрудника лаборатории "Квантовые коммуникации" Центра НТИ НИТУ "МИСиС", основателя компании "Сконтел" Григория Гольцмана, основав компанию "Сконтел", создала однопиксельный счетчик одиночных фотонов на сверхпроводниках.

Сейчас в составе Центра НТИ "Квантовые коммуникации" НИТУ "МИСиС" команда разрабатывает 1000-пиксельный видеодетектор одиночных фотонов. Устройство, не имеющее аналогов в мире, позволит не только детектировать частицы, но и получать изображение в почти полной темноте. На данный момент завершен первый этап, создано 8 пикселей. По словам ученых, это количество уже позволяет понять и контролировать принципы работы матрицы, дальнейший вопрос - в масштабировании.

"Сам счетчик находится внутри криостата при температуре всего 2 Кельвина, что близко к абсолютному нулю, - рассказывает Григорий Гольцман. - При детектировании фотона он посылает сигнал на схему обработки, и на дисплее возникает изображение".

Следующий будущий наш шаг - из матрицы в 1000 пикселей получить изображение в 1 000 000 пикселей. Можно "открывать" по одному пикселю, как в старых телевизорах, но это будет очень медленно. Поэтому для дальнейшего масштабирования получившегося изображения, его пропускают через специальные паттерны.

"Есть способ ускорить процесс - открывать пиксели группами, - рассказывает старший научный сотрудник лаборатории "Квантовые коммуникации" Центра НТИ НИТУ "МИСиС" Александр Корнеев. - Для этого применяются специальные трафареты. Открываете один паттерн, измеряете, сколько света попадает на детектор, дальше - второй паттерн, и так далее".

Как отмечают, конечное устройство найдет свое применение в самых высокотехнологичных областях: при создании защищенных линий квантовой коммуникации, в том числе и спутниковых каналов связи, при проектировании квантового компьютера на фотонах, а также в диагностических медицинских приборах.

Разработка ведется в рамках госконтракта на выполнение ОКР по заказу Минпромторга РФ.

Права на данный материал принадлежат RusNanoNet.ru
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Проекты
1 комментарий
№1
09.11.2020 14:29
Цитата, q
"Сам счетчик находится внутри криостата при температуре всего 2 Кельвина,
И что нового? Охлаждаемая ИК-матрица. Крайне не удобная в практическом применении из-за такой низкой рабочей температуры.
0
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 22.12 20:46
Ответ на "«Прототип бомбардировщика ПАК-ДА может быть близок к завершению»: британский министр оценил состояние стратегической авиации РФ"
  • 22.12 20:01
  • 3
Еще немного в тему о танках (конечно, не без повторений :))
  • 22.12 19:04
  • 62
Уроки Сирии
  • 22.12 16:55
  • 6575
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 22.12 16:54
  • 8546
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков
  • 22.12 07:45
  • 1
Китай показал запуск гиперзвуковых беспилотников с борта воздушных носителей
  • 22.12 03:15
  • 1
Немного о терминах.
  • 21.12 20:11
  • 2756
Как насчёт юмористического раздела?
  • 21.12 13:42
  • 1
Израиль нанес массированные авиаудары по Йемену
  • 21.12 13:02
  • 1
Путин заявил, что если бы и изменил решение о начале СВО в 2022 г., то в том, что его нужно было принимать раньше
  • 21.12 02:42
  • 1
Ответ на "Оружие, спровоцировавшее новую гонку ядерных вооружений, — в которой побеждает Россия (The Telegraph UK, Великобритания)"
  • 20.12 17:19
  • 1
РХБЗ: теория или практика
  • 20.12 16:07
  • 0
В системе стандартов серии ISO 55000 прошло масштабное обновление в 2024 году
  • 20.12 09:18
  • 0
Азиатский кейс Беларуси
  • 20.12 08:47
  • 0
Ответ на "В ЦРУ оценили легендарный Т-34. Как принципы производства советского танка влияют на СВО"