Революционный сенсор: камера будущего, видящая единичные фотоны с пикосекундной точностью

Шотландский стартап Singular Photonics анонсировал Litavis — передовой КМОП-сенсор на базе однофотонных лавинных диодов (SPAD). По заверениям создателей, это прорывное решение: первая в своем роде SPAD-матрица, осуществляющая вычисления непосредственно на уровне пикселей. Устройство объединяет на едином кремниевом кристалле захват визуальной информации, фиксацию времени прибытия фотонов, генерацию гистограмм и глубокий статистический анализ световых потоков.

В отличие от традиционных матриц, транслирующих массивы «сырых» данных внешним процессорам для ресурсоемких вычислений, Litavis берет часть аналитической нагрузки на себя. Такой подход радикально снижает объем трафика внутри системы, минимизируя задержки при обработке информации и оптимизируя энергопотребление.

SPAD-технология незаменима в условиях критически низкой освещенности и там, где требуется предельно точно фиксировать момент попадания квантов света. Новинка не просто подсчитывает фотоны, но и регистрирует точное время их детекции, попутно анализируя полученное распределение.

Устройство способно вести непрерывную съемку в режиме счета фотонов с матрицей 256×256 пикселей при дефиците света. Параллельно поддерживается высокоточная штамповка времени для сетки 64×64 макропикселя с пикосекундным разрешением.

Благодаря гибкой программно-конфигурируемой архитектуре инженеры могут адаптировать один и тот же чип под самые разные сценарии без необходимости менять аппаратную часть. Доступны режимы классического подсчета фотонов, настройки временных окон, разнообразные конфигурации TDC, метод коррелированного счета одиночных фотонов (TCSPC), детекция совпадений, а также параллельный захват кадров с одновременным проставлением временных меток.

Целевая аудитория Litavis — высокотехнологичные отрасли: научные исследования, медицина и промышленный сектор. Потенциальные сферы применения охватывают машинное зрение, автономную робототехнику, интеллектуальные системы восприятия, дальнометрию, спектроскопический анализ, флуоресцентную микроскопию, квантовые измерения и индустриальную автоматизацию.

Ключевой принцип инновации заключается в децентрализации вычислений: вместо пассивного сбора светового потока и пересылки гигантских объемов информации центральному процессору, сенсор самостоятельно структурирует фотонные события «на лету».

Представители Singular Photonics отмечают высокий коммерческий интерес к новинке: компания уже сформировала солидный портфель предзаказов от ведущих промышленных предприятий и академических институтов по всему миру.

Источник: iXBT