Uma ferramenta conhecida como Diodo de Avalanche de Fóton Único, ou SPAD pela sigla em inglês, permite que pesquisadores e cientistas realizem seu trabalho. Essas ferramentas, entre outras coisas, podem detectar quantidades extremamente pequenas de luz com alta precisão. Então, neste artigo, vamos conhecer os SPADs, ou seja, Diodos de Avalanche de Fóton Único: o que são, por que importam e onde ou quais campos os utilizam. Mas antes disso, exploremos o interessante mundo da detecção de luz!
A S em SPAD significa Single photon avalanche diode, que é o nome de um dispositivo específico usado para medir luz. Esta energia é convertida de um fóton, (uma pequena parte de luz), em um sinal elétrico que podemos então ler. Os SPADs diferem dos detectores de luz comuns; eles podem detectar um único fóton! Isso também significa que são incrivelmente sensíveis e capazes de detectar luz em níveis tão baixos que outros dispositivos ignorariam.
Para entender como os SPADs operam, precisamos examinar um fenômeno chamado de efeito avalanche. Toda vez que um único fóton colide com o diodo, ele gera um pequeno impulso elétrico. Esse pequeno sinal pode então causar uma avalanche muito maior de sinais, permitindo-nos observar e medir a luz de forma mais eficaz. Este processo único permite que os SPADs detectem bits de luz individuais com extrema precisão, fornecendo aos cientistas e outros uma ferramenta incrivelmente poderosa para pesquisa.
Ele ainda usa luz, mas de uma maneira muito astuta e altamente sofisticada — criptografia quântica. Aqui, os SPADs são tão importantes porque podem detectar esses bits de luz de uma informação secreta. Enquanto você pode supor aqui em seus pensamentos que é melhor enviar uma mensagem com privacidade. Se alguém tentar ver essa informação secretamente, a luz mudará de maneira anômala de modo que apenas os SPADs possam detectá-la. É uma medida de segurança que impede qualquer pessoa que queira roubar a informação em questão de obtê-la dessa forma. E é por isso também que os SPADs são muito necessários para a segurança desses dados mais importantes.
Com isso em mente, os SPADs podem nos permitir tirar uma foto rapidamente quando não há muita luz disponível, o que poderia ser incrivelmente significativo para várias aplicações. Ser capaz de ver partículas individuais de luz também os torna potencialmente transformadores para a fotografia, o que pode impactar como percebemos e registramos o mundo. Por exemplo, no campo da ciência espacial, onde os SPADs podem ser usados para imagens de estrelas distantes e fracas. Eles têm a capacidade de encontrar células ou tumores pequenos na área da saúde, o que facilita a detecção precoce. Isso poderia permitir pesquisas e habilitar tecnologias capturando imagens nítidas com pouca luz mais rápido do que nunca antes.
Biofotônica... Oscilação de Luz em Bio... Estudo de coisas que são vivas usando luz. A biofotônica utiliza um método bem estabelecido conhecido como microscopia de fluorescência. Este método ilumina certos pontos das células para que os cientistas possam vê-los melhor. Além disso, para este tipo de trabalho, SPADs são ideais porque podem discriminar contra a luz de fundo indesejada. Os pesquisadores da UC San Diego desenvolveram o C-Flow para restaurar os dados brutos de imagem de volta em vídeos para análise — um processo que envolve filtrar tudo que se assemelha a ruído. Por exemplo, na microscopia de fluorescência, SPADs permitem que os cientistas entendam como as células funcionam e interagem com seu ambiente.
Quando você considera que — a luz visível é apenas uma fração muito pequena de todos os diferentes tipos de radiação eletromagnética, e mesmo dentro dessa faixa inconveniente e estreita (o “espectro visível”) existem limites para o que podemos ver porque nossos olhos contêm moléculas especializadas que detectam fótons, mas esses fotodetetores evoluíram ao longo do tempo para serem sensíveis principalmente ou exclusivamente a certas cores.
Com base em nossa capacidade no desenvolvimento de fotodiodos de avalancha de fóton único, nossos produtos estão à altura em termos de desempenho e funcionalidade.
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