Группа американских исследователей разработала сверхпроводниковый однофотонный детектор с нанопроволокой (SNSPD) для сверхчувствительных камер. Разрешение матрицы составляет 400 000 пикселей — в 400 раз больше, чем у альтернативных устройств, этого достаточно для захвата отдельных фотонов. Камеры с таким детектором подойдут для астрономических наблюдений и исследований мозга.
Хотя технология захвата отдельных фотонов была разработана российскими учеными еще два десятилетия назад. До сих пор инженерам не удавалось создать устройство, которое можно было бы использовать за пределами сложных лабораторных установок. Американским ученым удалось преодолеть препятствия, связанные с электрическими помехами, скоростью считывания и влиянием температуры окружающей среды, чтобы создать быструю и чувствительную камеру.
SNSPD — представляют собой устройства из тонкой пленки сверхпроводящего материала, чувствительной к одиночным фотонам. Инженеры разработали из нанопроволок матрицу площадью 4×2,5 мм с разрешением 5×5 мкм, что соответствует 400 000 пикселей. Анализ показал, что устройство эффективно работает в различных диапазонах от видимого до ультрафиолетового и инфракрасного света и делает снимки со сверхвысокой скоростью, измеряемой пикосекундами.
Эта технология может быть использована при исследовании космоса. Большая проблема для астрономов — обнаружение небольших экзопланет на фоне гигантских звезд. Мощности классических приборов зачастую не хватает для обнаружения тусклого свечения планеты на фоне яркого источника. Но чувствительный детектор одиночных фотонов может решить эту проблемы, считают разработчики. Другое возможное применение — биооптические приборы для визуализации процессов внутри головного мозга.
Источник: https://hightech.fm/