Una herramienta conocida como diodo de avalancha de fotón único, o SPAD para abreviar, permite a investigadores y científicos realizar su trabajo. Estos, entre otras cosas, pueden detectar cantidades de luz extremadamente pequeñas con gran precisión. Entonces, en este artículo, conoceremos los SPAD, es decir, los diodos de avalancha de fotón único, qué son, por qué son importantes y dónde o qué campos los utilizan. Pero antes de hacer eso, ¡exploremos el interesante mundo de la detección de luz!
La S en SPAD significa Diodo de avalancha de fotón único, que es el nombre de un dispositivo específico que se utiliza para medir la luz. Esta energía se convierte de un fotón (un pedacito de luz) en una señal eléctrica que luego podemos leer. Los SPAD son diferentes a los detectores de luz comunes; ¡Pueden detectar un solo fotón! Eso también significa que son increíblemente sensibles y capaces de detectar luz a niveles que otros dispositivos pasarían por alto.
Para comprender cómo funcionan los SPAD, debemos observar un fenómeno denominado efecto avalancha. Cada vez que un fotón choca con el diodo, genera un pequeño pulso eléctrico. Esa pequeña señal puede provocar una “avalancha” de señales mucho mayor, de modo que podamos observar y medir mejor la luz. Este proceso único permite a los SPAD detectar bits de luz individuales con extrema precisión, equipando a los científicos y otras personas con una herramienta de investigación increíblemente poderosa.
Todavía utiliza la luz, pero de una manera muy astuta y muy sofisticada: la criptografía cuántica. Aquí, los SPAD son muy importantes porque pueden detectar fragmentos muy ligeros de información secreta. Mientras que aquí en su mente pensará que es mejor enviar un mensaje de forma privada. Si una persona intenta ver esta información en secreto, la luz cambiará de manera aberrante, de modo que sólo los SPAD podrán detectarla. Es una medida de seguridad que evita que quien quiera robar la información en cuestión pueda adquirirla de esta manera. Y esta es también la razón por la que los SPAD son muy necesarios para la seguridad de los datos más importantes.
Teniendo esto en cuenta, los SPAD pueden permitirnos tomar una fotografía rápidamente cuando no hay mucha luz disponible, lo que podría ser increíblemente importante para diversas aplicaciones. Ser capaz de ver partículas de luz individuales también las hizo potencialmente transformadoras para la fotografía, lo que puede afectar la forma en que percibimos y registramos el mundo. Por ejemplo, en el campo de la ciencia espacial, donde los SPAD se pueden utilizar para obtener imágenes de estrellas débiles y distantes. Tienen la capacidad de encontrar células diminutas o tumores en el ámbito sanitario, lo que facilita la detección temprana. Esto podría permitir la investigación y habilitar tecnologías al capturar imágenes nítidas y con poca luz más rápido que nunca.
Biofotónica… Bi/Oscilación de Luz en Bio… Estudio de los seres vivos utilizando la luz. La biofotónica utiliza un método bien establecido conocido como microscopía de fluorescencia. Este método ilumina ciertos puntos de las células para que los científicos puedan verlas mejor. Además, para este tipo de trabajo los SPAD son ideales ya que pueden discriminar el resto de luces de fondo no deseadas. Los investigadores de UC San Diego desarrollaron C-Flow para restaurar los datos de imágenes sin procesar en videos para su análisis, un proceso que implica filtrar cualquier cosa que se parezca a ruido. Por ejemplo, en microscopía de fluorescencia, los SPAD permiten a los científicos comprender cómo funcionan las células e interactúan con su entorno.
Si tenemos en cuenta eso, la luz visible es sólo una fracción muy pequeña de todos los diferentes tipos de radiación electromagnética, e incluso dentro de este rango incómodamente estrecho (el "espectro visible") hay límites a lo que podemos ver porque nuestros ojos contienen moléculas especializadas. que detectan fotones pero esos fotodetectores han evolucionado con el tiempo para ser sensibles primaria o exclusivamente a ciertos colores.
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