La nuova tecnologia Quantum Image Sensing supera i tradizionali sensori di immagine

10 ore fa p Jake Hertz Sembra che ogni anno, uno dei più grandi miglioramenti agli smartphone sia una fotocamera più recente e tecnologicamente più avanzata. Chiaramente, alle persone interessa migliorare la qualità delle foto. Questo è il motivo per cui la ricerca e i progressi dell'industria nel campo dell'imaging quantistico sono così solidi.
Proprio questa settimana, la società di rilevamento di immagini quantistiche SeeDevice ha annunciato la disponibilità della licenza del suo nuovissimo Photo Assisted Tunneling — Photo Detector (PAT-PD). La notizia consente ai partner di licenza di integrare la tecnologia di rilevamento dell'immagine quantistica di PAT-PD nei loro dispositivi. Prima di poter immergerci nelle specifiche di PAT-PD, è utile discutere lo sfondo del rilevamento dell'immagine quantistica rispetto al rilevamento dell'immagine tradizionale.
I sensori di immagine CMOS tradizionali funzionano utilizzando fotodiodi in combinazione con fototransistor per convertire la luce incidente in segnali elettrici. Questi segnali vengono poi amplificati e convertiti in pixel tramite software. Uno dei maggiori svantaggi del rilevamento delle immagini CMOS è che il silicio non è particolarmente sensibile alla luce.
Infatti, abbinato al cablaggio per trasferire i segnali elettrici, ogni sensore al silicio perde fino al 75% di tutta la luce con cui viene a contatto. Il rilevamento di immagini quantistiche, d'altra parte, sfrutta il tunneling quantistico per creare un flusso di corrente attivato da fotoni innescato da un numero significativamente inferiore di fotoni rispetto a quanto normalmente richiesto in un progetto basato su fotodiodi. Questa maggiore efficienza è il risultato di strati di "punti quantici" posizionati sopra un materiale conduttivo come il silicio.
Questi punti vengono utilizzati al posto dei fili di scorrimento di ogni singolo sensore CMOS simile a una fotosite. Il sensore viene quindi rivestito con un materiale super nero per garantire il massimo assorbimento della luce, migliorando ancora una volta il moderno sensore riflettente. La tecnologia di rilevamento dell'immagine quantistica offre un'ampia gamma di vantaggi.
Per cominciare, rispetto all'imaging CMOS, che perde il 75% della luce incidente, l'imaging quantistico trattiene fino al 95% della sua luce. A causa di questa efficienza luminosa estremamente elevata, i sensori di immagine quantistica hanno un numero di pixel relativamente basso, rispetto ai sensori CMOS. I principali sensori quantistici hanno 100.000 fotositi a punti quantici rispetto ai 2 milioni di HD normali.
La richiesta di un numero significativamente inferiore di fotositi per la stessa immagine di alta qualità offre ai sensori di imaging quantistico il vantaggio aggiuntivo della capacità di restringimento. I progettisti non devono più rinunciare alle dimensioni della fotocamera e alla qualità dell'immagine. Questa tecnologia consente a dispositivi come gli smartphone di beneficiare di immagini di alta qualità.
PAT-PD di SeeDevice vanta alcune specifiche impressionanti, soprattutto se confrontate con i sensori CMOS standard. Una specifica importante nel rilevamento dell'immagine è la sensibilità, normalmente misurata in uV per elettrone o A / W. Un sensore di immagine CMOS standard arriva a circa.
15-.25 A / W di sensibilità. La tecnologia PAT-PD fa saltare questo numero fuori dall'acqua, rivendicando una sensibilità di 108 A / W.
Questo enorme aumento della sensibilità consente ai dispositivi PAT-PD di rilevare lo spettro del vicino infrarosso da 300 nm a 1.600 nm con l'intenzione di espandere presto questo intervallo a 2.000 nm. Questo viene fatto mantenendo un SNR di oltre 60 dB, garantendo immagini di alta qualità. La sensibilità del dispositivo consente inoltre ai sensori di mantenere immagini ad alta fedeltà, anche in condizioni di illuminazione estremamente scarsa.
La tecnologia di tunneling quantistico ha l'ulteriore vantaggio di ridurre il tempo di reazione da microsecondi a sub-nanosecondi, aumentando la gamma dinamica a 100 dB lineari e 150 dB non lineare. Con una così ampia varietà di vantaggi, l'imaging quantistico sembra un promettente promettente emergente nel futuro del rilevamento delle immagini. Ora con la licenza PAT-PD disponibile, potremmo vedere l'imaging quantistico farsi strada in sempre più dispositivi.
È anche possibile che questa tecnologia possa un giorno apparire negli smartphone ..