מצלמה שיכולה לספור פוטונים. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

מצלמה שיכולה לספור פוטונים

01.05.2020

חוקרים ב- Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) יצרו מצלמת מגה פיקסל ראשונה מסוגה המבוססת על דיודות מפולת חד פוטון (SPAD) גלאי פוטון בודד. החיישן של מצלמה זו מסוגל לזהות פוטונים בודדים במהירות חסרת תקדים, המשמש ללכידת תמונה תלת מימדית במהירות גבוהה, ובשל כך, מצלמה זו היא אופציה אידיאלית לבניית מערכות מציאות רבודה, מערכות סורקי לייזר LiDAR, וכו '

המצלמה החדשה יכולה לצלם תמונות תלת ממדיות בקצב של עד 24 פריימים לשנייה, בהשוואה לסרטים ווידאו סטנדרטיים בטלוויזיה בקצב של 24 עד 30 פריימים לשנייה. בנוסף, מדענים הצליחו לייצר את פיקסל SPAD הקטן ביותר ובאמצעות כמה טריקים, להפחית את כמות האנרגיה שהוא צורך ל-1 מיקרווואט.

יצוין כי יצירת מצלמה חדשה היא תוצאה של 15 שנות עבודה של מומחי מעבדות AQUALab, שעברו כברת דרך מיצירת גלאי SPAD הראשונים, בעלי מאפיינים בינוניים מאוד, ועד לגלאים מודרניים, בעלי מאוד ממדים קטנים ומסוגלים לרשום פוטונים בודדים במהירות של עד 150 מיליון פוטונים בשנייה. "מהירות תריס של מצלמה" במהירות גבוהה זו מאפשרת לך להגדיל את הטווח הדינמי שלה ולתפוס איתה תנועות מהירות מאוד.

הגודל הקטן של פיקסל אחד של המצלמה החדשה והמהירות המדהימה של עבודתה התאפשרו הודות להכנסת מנגנון משוב, שמדכא כמעט מיד מפולת של אלקטרונים הנגרמת מנפילת פוטון על החיישן. צפיפות פיקסלים גבוהה על מטריצת המצלמה התקבלה באמצעות תוכנה מיוחדת, שבמצב חצי אוטומטי אפשרה למצוא את השיטה האופטימלית ביותר לסידור פיקסלים על פני המטריצה ומוליכים דרכם מועברים אותות מפיקסלים אלו. בנוסף, מדענים הראו שהפרמטרים של פיקסלים בודדים של מטריצה שנעשו באמצעות טכנולוגיות הייצור הנפוצות ביותר נבדלים בלא יותר מ-3 אחוזים, וזה ערך משביע רצון.

החוקרים השוויצרים כבר השתמשו במצלמה החדשה כדי למדוד את זמן הטיסה של פוטונים הנפלטים מלייזר ומשתקפים מהאובייקט המצולם. יתרה מכך, הטווח הדינמי הרחב מאוד של המצלמה החדשה איפשר לצלם בתנאים שבהם שיטות אחרות פשוט לא עובדות, למשל צילום עצמים רחוק מספיק דרך חלון שקוף חלקית.

<< חזרה: נזק קטלני מוכח מסיגריות אלקטרוניות 02.05.2020

>> קדימה: צמחים זוהרים 01.05.2020

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

קסדה אלקטרונית לנהגי משאיות 14.04.2024

בטיחות בדרכים, במיוחד עבור נהגים של ציוד בנייה כבד, היא בראש סדר העדיפויות של מהנדסים ומדענים. לאור זאת, מכון Fraunhofer הגרמני לחוזק מבני ואמינות מערכות הציג מוצר חדש - קסדה אלקטרונית, אשר נועדה להגן על נהגים מפציעה חמורה בעת נהיגה ברכבי בנייה. קסדה אלקטרונית חדשה שפותחה על ידי צוות מהנדסים ממכון Fraunhofer פותחת נקודות מבט חדשות לבטיחותם של נהגי משאיות וציוד בנייה. המכשיר מסוגל לנטר את רמת הרעד בתא המכונית ולהזהיר את הנהג מפני סכנה אפשרית. הבסיס לפעולת הקסדה הוא חיישן פיזואלקטרי מובנה, המייצר חשמל בזמן דפורמציה פיזית. מנגנון זה מאפשר למכשיר להגיב לרעידות עזות האופייניות לציוד בנייה. כאשר רמת העיוות עולה על ערכים בטוחים, מופעלת מערכת אזעקה על הקסדה, ... >>

אנטי ויטמינים במקום אנטיביוטיקה 13.04.2024

בעיית העמידות של החיידקים לאנטיביוטיקה הופכת חמורה יותר ויותר, ומהווה איום על הטיפול היעיל בזיהומים. לאור זאת, החוקרים מחפשים דרכים חדשות להילחם בחיידקי העל. אחד הכיוונים המבטיחים הוא שימוש באנטי ויטמינים שיכולים להיות בעלי השפעה אנטיבקטריאלית. אנטי-ויטמינים, למרות שהם ידועים בתור ההפך מוויטמינים, הוכחו ככלי מבטיח במאבק נגד עמידות חיידקים לאנטיביוטיקה. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת גטינגן בגרמניה אישר את הפוטנציאל שלהם ביצירת תרופות חדשות למלחמה בזיהומים מסוכנים. עם עלייתם של חיידקי העל העמידים לאנטיביוטיקה, יש צורך למצוא טיפולים אלטרנטיביים. אנטי-ויטמינים הם מולקולות הדומות לוויטמינים, אך מסוגלות לעכב פעילות חיידקית ללא פגיעה בגוף האדם. כרגע, המדע מכיר רק שלושה אנטי-ויטמינים: ורד ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

ננו-חומר של מולקולות מתפתל בו-זמנית בכיוונים מנוגדים 21.09.2019

לביו-מולקולות רבות יש תכונה כמו כיראליות: שתי מולקולות בעלות מבנה זהה בדיוק הן תמונות מראה זו של זו. הדוגמה הבולטת ביותר לכיראליות היא הידיים שלנו: השמאל משקף את הימין ולהיפך. דוגמה נוספת שאנו רואים בטבע היא ספירלה של קונכייה, אותה ניתן לסובב ימינה או שמאלה. למולקולות "מראה" בעלות מבנה זהה יכולות להיות תכונות שונות לחלוטין. באופן קונבנציונלי, מולקולה מעוותת בכיוון אחד מדיפה ריח של לימונים, וכשהיא מסתובבת בכיוון השני, יש לה ריח של תפוזים.

איתור העיוותים הללו חשוב במיוחד בתעשיות מסוימות כגון תרופות, בשמים, תוספי מזון וחומרי הדברה. לאחרונה פותחה סוג חדש של ננו-חומרים, ננו-חומרים פלסמוניים, שיכולים לעזור להבחין בין הכיראליות של מולקולות. ננו-חומרים אלה משפרים את התכונות הכיראליות של מולקולות כאשר הם נחשפים לאור. הם מורכבים בדרך כלל מ"חוטי" מתכת מעוותים זעירים שהם עצמם כיראליים. עם זאת, החוקרים נתקלו בקושי: היה קשה מאוד להבחין בין הפיתול של הננו-חומר עצמו לבין מערבולת המולקולות שתכונותיהן היו אמורות להיחקר.

כדי לפתור בעיה זו, צוות מהמחלקה לפיזיקה באוניברסיטת באת' יצר ננו-חומר שמתפתל לכיוון אחד ולכיוון השני בו-זמנית. לננו-חומר הזה יש אותו מספר של מולקולות מעוותות בכיוונים מנוגדים, מה שאומר שהן מבטלות זו את זו. לכן, בעת אינטראקציה עם קרני לייזר, חומר זה נשאר במצבו הרגיל, מבלי להציג תכונות כיראליות.

הצוות השתמש בניתוח מתמטי של תכונות הסימטריה של החומר ומצא כמה מקרים מיוחדים שיכולים לחשוף טוויסט "נסתר" ולאפשר זיהוי כיראליות במולקולות בדיוק רב.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר