ابزاری به نام دیود سقوط یک فوتون یا SPAD به اختصار، به محققان و دانشمندان اجازه میدهد تا کار خود را انجام دهند. این ابزارها، بین دیگر چیزها، قادرند مقدار بسیار کم نور را با دقت بالا شناسایی کنند. بنابراین در این مقاله، با دیودهای سقوط یک فوتون یا SPAD آشنا میشویم: چیستند، چرا مهم هستند و در کدام زمینهها یا صنایع استفاده میشوند. اما قبل از اینکه به این موضوع بپردازیم، بیایید جهان جالب شناسایی نور را کشف کنیم!
S در SPAD از کلمه Single photon avalanche diode نشأت میگیرد، که نام یک دستگاه خاص برای اندازهگیری نور است. این انرژی از یک فوتون (یک ذره کوچک نور) به سیگنال برقی تبدیل میشود که ما میتوانیم آن را خوانده و استخراج کنیم. SPADها متفاوت با جستجوگرهای عادی نور هستند؛ آنها میتوانند یک فوتون را تشخیص دهند! این همچنین به این معناست که آنها بسیار حساس هستند و قادرند نور را در سطحهایی کشف کنند که دستگاههای دیگر آن را صرف نظر میکنند.
برای درک این که SPADها چگونه عمل میکنند، باید به پدیدهای که با نام اثر آوالانش شناخته میشود نگاه کنیم. هر بار که فوتون تکی با دیود برخورد میکند، یک نبض الکتریکی کوچک تولید میشود. سپس این سیگنال کوچک میتواند یک «آوالانش» بزرگتری از سیگنالها ایجاد کند، به طوری که ما قادر به مشاهده و اندازهگیری نور با دقت بیشتری خواهیم بود. این فرآیند منحصر به فرد میتواند به SPADها اجازه بدهد تا ذرات نور را به صورت انفرادی و با دقت بینظیری شناسایی کنند و به دانشمندان و دیگران ابزاری قدرتمند برای تحقیقات ارائه دهد.
هنوز از نور استفاده میکند، اما به شیوهای بسیار دوست داشتنی و پیچیده — رمزنگاری کوانتومی. در اینجا، SPADها بسیار مهم هستند زیرا میتوانند این نورهای خفیف حاوی اطلاعات محرمانه را ادراک کنند. در حالی که شما فکر میکنید بهترین راه برای ارسال یک پیام با اطلاعات خصوصی است. اگر کسی سعی کند این اطلاعات را به طور مخفی مشاهده کند، نور به گونهای عجیب تغییر خواهد کرد که فقط SPADها میتوانند آن را تشخیص دهند. این یک اقدام امنیتی است که جلوگیری از دسترسی کسی که میخواهد اطلاعات مورد نظر را愉د، انجام میدهد. و این هم است که چرا SPADها برای امنیت این دادههای مهم بسیار ضروری هستند.
با این فکر در ذهن، SPADs ممکن است ما را به تصویربرداری سریع کمک کند وقتی که نور زیادی در دسترس نیست، که این میتواند برای مختلف کاربردها بسیار مهم باشد. توانایی دیدن ذرات نور انفرادی آنها را نیز پتانسیل دگرگون کننده برای عکاسی فراهم میکند که ممکن است بر نحوه ادراک و ثبت جهان توسط ما تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، در حوزه علوم فضا جایی که SPADs میتوانند برای تصویربرداری ستارگان دور و ضعیف استفاده شوند. آنها توانایی یافتن سلولهای کوچک یا تومورها در مراقبتهای بهداشتی را دارند که این کار تشخیص زودهنگام را تسهیل میکند. این میتواند تحقیقات را فراهم کرده و فناوریهایی را ممکن سازد که با گرفتن تصاویر تیز و در شرایط نور کم سریعتر از هر زمانی قبلاً امکانپذیر باشد.
بیوفوتونیکس… نوسان نور در زیستی… مطالعه چیزهای زنده با استفاده از نور. بیوفوتونیکس از روشی که به آن میکروسکوپی فلوئورسانس گفته میشود، استفاده میکند. این روش نقاط خاصی از سلولها را روشن میکند تا دانشمندان بتوانند بهتر آنها را ببینند. علاوه بر این، برای این نوع کار، SPADها مناسب هستند زیرا میتوانند از نور پسزمینه غیرمرغوب تمایز کنند. محققان دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، C-Flow را برای بازگرداندن دادههای تصویری خام به ویدئوهای قابل تحلیل توسعه دادند — یک فرآیند که شامل حذف هر چیزی است که شبیه به نوفه باشد. به عنوان مثال، در میکروسکوپی فلوئورسانس، SPADها به دانشمندان کمک میکند تا درک کنند چگونه سلولها عمل میکنند و با محیط اطراف تعامل میکنند.
وقتی فکر کنید که — نور قابل دید تنها یک بخش بسیار کوچک از انواع مختلف تابش الکترومغناطیسی است، و حتی در این محدوده ناامیدکنندهای («طیف قابل دید») حدودی برای آنچه میتوانیم ببینیم وجود دارد، زیرا چشمهای ما مولکولهای تخصصی دارند که فوتونها را شناسایی میکنند، اما این شناساییکنندههای فوتونی با گذر زمان به گونهای تکامل یافتهاند که عمدتاً یا فقط به رنگهای خاص حساس هستند.
بر اساس توانایی ما در توسعه دیودهای آوالانش تک فوتون، محصولات ما از لحاظ عملکرد و قابلیت در خط میباشند.
سفارش سازی دانش ما تضمین میکند که هر مشتری یک دیود آوالانش تک فوتون مناسب با نیازهای خود دریافت کند.
ما یک دیود سیلاب فوتون تکی هستیم که در حوزهٔ اپتالکترونیک فعالیت میکنیم. ما یک کسب و کار هستیم که در تمام جنبههای کار برتری دارد. از تحقیق و توسعهٔ جدید تا تولید نیمهدقت، دانش ما مشخص است.
گزینههای مختلفی را ارائه میدهیم، از جمله تابعدهی دیود سیلاب فوتون تکی و سفارشیسازی پارامترها، علاوه بر تولید و ساخت و آزمایش نمونهها.