Una cámara que puede contar fotones. Noticias gratuitas de la biblioteca técnica

NOVEDADES DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA, NOVEDAD EN ELECTRÓNICA
biblioteca técnica gratuita / Feed de noticias

Una cámara que puede contar fotones

01.05.2020

Investigadores de la Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) han creado una cámara de megapíxeles, la primera de su tipo, basada en detectores de fotón único de diodos de avalancha de fotón único (SPAD). El sensor de esta cámara es capaz de detectar fotones individuales a una velocidad sin precedentes, que se utiliza para la captura de imágenes 3D de alta velocidad y, debido a esto, esta cámara es una opción ideal para construir sistemas de realidad aumentada, sistemas de escáner láser LiDAR, etc.

La nueva cámara puede capturar imágenes en 24D a una velocidad de hasta 24 cuadros por segundo, en comparación con el video estándar de cine y televisión de 30 a 1 cuadros por segundo. Además, los científicos lograron hacer el píxel SPAD más pequeño y, mediante algunos trucos, reducir la cantidad de energía que consume a XNUMX microvatio.

Cabe señalar que la creación de una nueva cámara es el resultado de 15 años de trabajo de los especialistas del laboratorio AQUALab, quienes han recorrido un largo camino desde la creación de los primeros detectores SPAD, que tenían unas características muy mediocres, hasta los detectores modernos, que tienen unas características muy pequeñas dimensiones y son capaces de registrar fotones individuales a una velocidad de hasta 150 millones de fotones por segundo. Esta "velocidad de obturación de la cámara" de alta velocidad le permite aumentar su rango dinámico y capturar movimientos muy rápidos con ella.

El pequeño tamaño de un píxel de la nueva cámara y la asombrosa velocidad de su trabajo fueron posibles gracias a la introducción de un mecanismo de retroalimentación, que suprime casi instantáneamente una avalancha de electrones causada por un fotón que cae sobre el sensor. Se obtuvo una alta densidad de píxeles en la matriz de la cámara utilizando un software especializado, que en un modo semiautomático permitió encontrar el método más óptimo para organizar los píxeles en la superficie de la matriz y los conductores a través de los cuales se transmiten las señales de estos píxeles. Además, los científicos han demostrado que los parámetros de los píxeles individuales de una matriz hecha con las tecnologías de fabricación más comunes difieren en no más del 3 por ciento, lo que es un valor bastante satisfactorio.

Los investigadores suizos ya han utilizado la nueva cámara para medir el tiempo de vuelo de los fotones emitidos por un láser y reflejados por el objeto fotografiado. Además, el muy amplio rango dinámico de la nueva cámara hizo posible disparar en condiciones en las que otros métodos simplemente no funcionan, por ejemplo, fotografiar objetos lo suficientemente lejos a través de una ventana parcialmente transparente.

<< Volver: Daño mortal comprobado de los cigarrillos electrónicos 02.05.2020

>> Adelante: plantas brillantes 01.05.2020

Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:

Máquina para aclarar flores en jardines. 02.05.2024

En la agricultura moderna, se están desarrollando avances tecnológicos destinados a aumentar la eficiencia de los procesos de cuidado de las plantas. En Italia se presentó la innovadora raleoadora de flores Florix, diseñada para optimizar la etapa de recolección. Esta herramienta está equipada con brazos móviles, lo que permite adaptarla fácilmente a las necesidades del jardín. El operador puede ajustar la velocidad de los alambres finos controlándolos desde la cabina del tractor mediante un joystick. Este enfoque aumenta significativamente la eficiencia del proceso de aclareo de flores, brindando la posibilidad de un ajuste individual a las condiciones específicas del jardín, así como a la variedad y tipo de fruta que se cultiva en él. Después de dos años de probar la máquina Florix en varios tipos de fruta, los resultados fueron muy alentadores. Agricultores como Filiberto Montanari, que ha utilizado una máquina Florix durante varios años, han informado de una reducción significativa en el tiempo y la mano de obra necesarios para aclarar las flores. ... >>

Microscopio infrarrojo avanzado 02.05.2024

Los microscopios desempeñan un papel importante en la investigación científica, ya que permiten a los científicos profundizar en estructuras y procesos invisibles a simple vista. Sin embargo, varios métodos de microscopía tienen sus limitaciones, y entre ellas se encuentra la limitación de resolución cuando se utiliza el rango infrarrojo. Pero los últimos logros de los investigadores japoneses de la Universidad de Tokio abren nuevas perspectivas para el estudio del micromundo. Científicos de la Universidad de Tokio han presentado un nuevo microscopio que revolucionará las capacidades de la microscopía infrarroja. Este instrumento avanzado le permite ver las estructuras internas de las bacterias vivas con una claridad asombrosa en la escala nanométrica. Normalmente, los microscopios de infrarrojo medio están limitados por la baja resolución, pero el último desarrollo de investigadores japoneses supera estas limitaciones. Según los científicos, el microscopio desarrollado permite crear imágenes con una resolución de hasta 120 nanómetros, 30 veces mayor que la resolución de los microscopios tradicionales. ... >>

Trampa de aire para insectos. 01.05.2024

La agricultura es uno de los sectores clave de la economía y el control de plagas es una parte integral de este proceso. Un equipo de científicos del Consejo Indio de Investigación Agrícola-Instituto Central de Investigación de la Papa (ICAR-CPRI), Shimla, ha encontrado una solución innovadora a este problema: una trampa de aire para insectos impulsada por el viento. Este dispositivo aborda las deficiencias de los métodos tradicionales de control de plagas al proporcionar datos de población de insectos en tiempo real. La trampa funciona enteramente con energía eólica, lo que la convierte en una solución respetuosa con el medio ambiente que no requiere energía. Su diseño único permite el seguimiento de insectos tanto dañinos como beneficiosos, proporcionando una visión completa de la población en cualquier zona agrícola. "Evaluando las plagas objetivo en el momento adecuado, podemos tomar las medidas necesarias para controlar tanto las plagas como las enfermedades", afirma Kapil. ... >>

La amenaza de los desechos espaciales al campo magnético de la Tierra 01.05.2024

Cada vez más oímos hablar de un aumento en la cantidad de basura espacial que rodea nuestro planeta. Sin embargo, no son sólo los satélites y las naves espaciales activos los que contribuyen a este problema, sino también los desechos de misiones antiguas. El creciente número de satélites lanzados por empresas como SpaceX no sólo crea oportunidades para el desarrollo de Internet, sino también graves amenazas a la seguridad espacial. Los expertos ahora están centrando su atención en las posibles implicaciones para el campo magnético de la Tierra. El Dr. Jonathan McDowell, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, destaca que las empresas están desplegando rápidamente constelaciones de satélites y que el número de satélites podría crecer hasta 100 en la próxima década. El rápido desarrollo de estas armadas cósmicas de satélites puede conducir a la contaminación del entorno de plasma de la Tierra con desechos peligrosos y una amenaza a la estabilidad de la magnetosfera. Los restos metálicos de los cohetes usados pueden alterar la ionosfera y la magnetosfera. Ambos sistemas desempeñan un papel clave en la protección de la atmósfera y el mantenimiento ... >>

Solidificación de sustancias a granel. 30.04.2024

Hay bastantes misterios en el mundo de la ciencia y uno de ellos es el extraño comportamiento de los materiales a granel. Pueden comportarse como un sólido pero de repente se convierten en un líquido que fluye. Este fenómeno ha llamado la atención de muchos investigadores, y quizás por fin estemos más cerca de resolver este misterio. Imagínese arena en un reloj de arena. Por lo general, fluye libremente, pero en algunos casos sus partículas comienzan a atascarse, pasando de líquido a sólido. Esta transición tiene implicaciones importantes para muchas áreas, desde la producción de drogas hasta la construcción. Investigadores de EE.UU. han intentado describir este fenómeno y acercarse a su comprensión. En el estudio, los científicos realizaron simulaciones en el laboratorio utilizando datos de bolsas de perlas de poliestireno. Descubrieron que las vibraciones dentro de estos conjuntos tenían frecuencias específicas, lo que significa que sólo ciertos tipos de vibraciones podían viajar a través del material. Recibió ... >>

Noticias aleatorias del Archivo

La nueva tela te mantendrá abrigado y fresco 02.12.2017

Científicos de materiales de la Universidad de Stanford en Palo Alto (EE. UU.), liderados por Yi Cui, han desarrollado un tejido que puede tanto calentar como enfriar el cuerpo humano, gracias a su estructura especial.

En las últimas décadas, los científicos ya han desarrollado materiales "respirables" que minimizan la pérdida de calor del cuerpo humano. El enfriamiento es más difícil; una solución es crear un tejido que bloquee la luz visible (es decir, sea opaco), pero que al mismo tiempo transmita libremente la radiación infrarroja (IR) del cuerpo, con lo que se libera del 40 al 60 % de la energía térmica. .

Cui y sus colegas combinaron estos dos enfoques. El tejido que crearon es una especie de "sándwich", en el que el papel del pan (capas exteriores) lo desempeñan capas tejidas con nanohilos de polietileno. El "relleno" es de dos capas: una capa es fibra de carbono que absorbe (y emite) rayos infrarrojos, la otra es una película de cobre, que retrasa los rayos infrarrojos solo en una pequeña medida.

Por lo tanto, al ponerse ropa hecha de tal tela, primero de un lado, luego del otro, puede mantenerse caliente en el frío o fresco en el calor. Las pruebas han demostrado que la diferencia de temperatura que se puede lograr es de hasta 6.5 °C. Esto ya ahorrará una gran cantidad de energía en calefacción (verano) y refrigeración (invierno) de los hogares, que en los EE. UU. representa hasta el 40 % de todos los costos de energía del hogar.

Los investigadores confían en que podrán duplicar con creces el rendimiento de su tejido aislante/refrigerante en un futuro próximo.

Evelyn Wang, ingeniera del Instituto de Tecnología de Massachusetts, califica el artículo de sus colegas de Stanford como "fascinante" y su concepto "elegante y bastante simple".

Ver completa Archivo de noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica

Todos los idiomas de esta página

Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio