ПОПУЛЯРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Кадры

Фотогалерея

Новости

Суперчувствительная видеокамера от российских ученых / 12.11.2020

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 – пишет rusnanonet.ru.

 


Другие новости по теме:
25.06.21 - Инженеры создали электрический экологически чистый реактивный ранец
23.06.21 - Умные часы изменяют поведение клеток через кожу
19.06.21 - Ранец-самолет от автралийских изобретателей
18.06.21 - Samsung разрабатывает носимые датчики для отслеживания состояния здоровья
09.06.21 - Умные солнцезащитные очки затемняются через приложение
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Глобальная сеть стала частью жизни трети россиян

ВЦИОМ выяснил привязанность россиян к Интернету. Глобальной сетью регулярно пользуются 38 процентов россиян, из которых 23 процента выходят в Интернет ежедневно, а 11 процентов - еженедельно. ВЦИОМ в

166
2

Ученые ФТИ им.Иоффе разработали метод "сухой" литографии

В применении к нанолитографии слова мокрая и грязная – это скорее не эпитеты, а термины. Впрочем, уже в самое ближайшее время она, возможно, будет сухой, а главное - и чистой. Способ придумали п

147
3

Европейские операторы массово заказывают nano-SIM-карты

Согласно данным Financial Times, европейские операторы массово размещают заказы на nano-SIM-карты. Подобный ажиотаж ресурс связывает с близящимся анонсом следующей версии смартфона iPhone, который, по

145
4

Локомотивы, светодиоды, лазеры и другие вещи, которые русские придумали, но не смогли на них заработать

 Профессор MIT Лорен Грэхем: «Наибольший недостаток «Сколково» в том, что это попытка изменить технику, не меняя общества» 28 ноября в Европейском университете в Санкт-Петербурге выступил профессор

140
5

Астрофизики обнаружили пригодную для экстремофилов суперземлю

Европейские астрономы обнаружили суперземлю в зоне, потенциально пригодной для обитания, вокруг звезды Gliese 163 на расстоянии 50 световых лет от Земли. Статья ученых подана в журнал Astronomy and As

137

Анонсы событий