ابزاری که به عنوان دیود بهمنی تک فوتون یا به اختصار SPAD شناخته می شود، به محققان و دانشمندان اجازه می دهد کار خود را انجام دهند. اینها، در میان چیزهای دیگر، می توانند مقادیر بسیار ناچیز نور را با دقت بالا تشخیص دهند. بنابراین در این مقاله، ما با SPADها آشنا می شویم، یعنی دیودهای بهمنی تک فوتونی، چرا اهمیت دارند و در کجا یا کدام زمینه ها از آنها استفاده می کنند. اما قبل از انجام این کار، اجازه دهید دنیای جالب تشخیص نور را کشف کنیم!
S در SPAD مخفف Single photon avalanche diode است که نام دستگاه خاصی است که برای اندازه گیری نور استفاده می شود. این انرژی از یک فوتون (تکه کوچکی از نور) به سیگنال الکتریکی تبدیل میشود که میتوانیم آن را بخوانیم. SPAD ها بر خلاف آشکارسازهای نور معمولی هستند. آنها می توانند یک فوتون را تشخیص دهند! این همچنین به این معنی است که آنها فوق العاده حساس هستند و قادر به تشخیص نور در سطوحی هستند که سایر دستگاه ها نادیده می گیرند.
برای درک نحوه عملکرد SPAD ها، باید به پدیده ای به نام اثر بهمن نگاه کنیم. هر بار که یک فوتون با دیود برخورد می کند، یک پالس الکتریکی کوچک تولید می کند. آن سیگنال کوچک میتواند باعث «بهمن» بزرگتری از سیگنالها شود، به طوری که بهتر میتوانیم نور را مشاهده و اندازهگیری کنیم. این فرآیند منحصربهفرد به SPADها اجازه میدهد تک تک بیتهای نور را با دقت بسیار بالا شناسایی کنند و دانشمندان و دیگران را به ابزاری فوقالعاده قدرتمند برای تحقیق مجهز کنند.
هنوز هم از نور استفاده می کند، اما به شیوه ای بسیار حیله گر و بسیار پیچیده - رمزنگاری کوانتومی. در اینجا، SPAD ها بسیار مهم هستند، زیرا می توانند این اطلاعات محرمانه را درک کنند. در حالی که شما همینجا در افکار خود فرض می کنید که بهتر است پیامی با غیرعمومی ارسال کنید. اگر شخصی سعی کند این اطلاعات را مخفیانه مشاهده کند، نور به شکلی نابجا تغییر می کند به طوری که فقط SPAD ها می توانند آن را تشخیص دهند. این یک اقدام امنیتی است که از دستیابی هر کسی که می خواهد اطلاعات مورد نظر را بدزدد، از این طریق جلوگیری می کند. و همچنین به همین دلیل است که SPAD ها برای امنیت مهم ترین داده ها بسیار ضروری هستند.
با در نظر گرفتن این موضوع، SPAD ها ممکن است ما را قادر سازند تا زمانی که نور زیادی در دسترس نیست، به سرعت عکس بگیریم که می تواند برای برنامه های مختلف بسیار مهم باشد. توانایی دیدن تک تک ذرات نور نیز آنها را به طور بالقوه برای عکاسی متحول کرد که ممکن است بر نحوه درک و ثبت جهان تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، در زمینه علوم فضایی که می توان از SPAD برای تصویربرداری از ستاره های کم نور دور استفاده کرد. آنها توانایی یافتن سلول ها یا تومورهای ریز را در مراقبت های بهداشتی دارند که تشخیص زودهنگام را تسهیل می کند. این امر میتواند امکان تحقیق را فراهم کند و فناوریها را با گرفتن تصاویر واضح و کم نور سریعتر از همیشه فعال کند.
بیو فوتونیک… دو/ نوسان نور در زیست… مطالعه چیزهایی که با استفاده از نور زنده هستند. Biophotonics از یک روش به خوبی تثبیت شده به نام میکروسکوپ فلورسانس استفاده می کند. این روش نقاط خاصی از سلول ها را روشن می کند تا دانشمندان بتوانند آنها را بهتر ببینند. علاوه بر این، برای این نوع کار، SPAD ها ایده آل هستند زیرا می توانند در برابر سایر نورهای پس زمینه ناخواسته متمایز شوند. محققان در UC San Diego C-Flow را برای بازگرداندن داده های تصویر خام به فیلم ها برای تجزیه و تحلیل ایجاد کردند - فرآیندی که شامل فیلتر کردن هر چیزی شبیه نویز است. به عنوان مثال، در میکروسکوپ فلورسانس، SPAD ها دانشمندان را قادر می سازند تا نحوه عملکرد سلول ها و تعامل با محیط خود را درک کنند.
وقتی این را در نظر بگیرید - نور مرئی تنها کسر بسیار کوچکی از انواع مختلف تابش الکترومغناطیسی است، و حتی در این محدوده باریک نامناسب ("طیف مرئی") محدودیت هایی برای آنچه ما می توانیم ببینیم وجود دارد زیرا چشمان ما حاوی مولکول های تخصصی است. که فوتونها را شناسایی میکنند، اما آن ردیابهای نوری در طول زمان تکامل یافتهاند تا عمدتاً یا منحصراً به رنگهای خاصی حساس باشند.
بر اساس توانایی ما در توسعه دیودهای بهمن تک فوتونی محصولات ما از نظر عملکرد و کارایی در خط هستند.
سفارشیسازی دانش ما تضمین میکند که هر مشتری یک دیود بهمن فوتون منفرد را دریافت میکند که به بهترین وجه مطابق با نیازهای آنها است.
ما یک دیود بهمن تک فوتونی هستیم که در حوزه اپتوالکترونیک متعهد هستیم. ما کسب و کاری هستیم که از همه جنبه های کار برتری دارد. دانش ما از تولید دقیق تحقیق و توسعه پیشرفته آشکار است.
طیف وسیعی از گزینه ها را ارائه می دهد، مانند دیودهای بهمنی تک فوتونی و سفارشی سازی پارامتر، همچنین تولید تولید و آزمایش نمونه.