超导纳米线单光子探测器(SNSPD)在不同基底和光子结构上的混合集成在开发基于单光子探测的复杂光子器件方面具有巨大潜力,例如用于单光子级微弱光光谱传感的光子计数重构光谱仪。本文引入SNSPD的级联吸收效应来开发光子计数重构光谱仪。该装置包括作为空间色散元件的罗兰光栅和位于光栅聚焦区域的定制级联SNSPD阵列。SNSPD的光谱响应可以通过其螺旋图案和阵列中的级联吸收进行灵活调制,并以此作为光谱重构的基础。设计和制作了一个原型装置来演示该方案的原理。实验结果表明了通过螺旋图案设计和SNSPD阵列的级联吸收效应调制光谱响应的可行性。它支持波长范围为1,495至1,515 nm的光谱测量和重构,光谱分辨率为0.4 nm。该方案仅通过SNSPD的设计就实现了光谱重构的基础,而无需额外光子结构的光谱调制效应。它为开发高光子利用率的器件提供了一种有趣且有前途的方法。
材料和方法:我们回顾性地使用了55例以急速方案进行胎儿脑MR成像的孕妇。儿科神经放射学家选择了它们在矢状单摄影T2加权图像上进行具有里程碑意义的注释,并将临床可靠的方法用作测量PON和Vermis的标准标准。开发了一种基于U-NET的深度学习模型,以自动识别胎儿脑解剖学标志,包括PON的两个前后地标和2个前后和2个前后和2个上层标记。进行了四倍的交叉验证,以使用随机分配和分类的妊娠年龄(分隔的数据集)测试模型的准确性。为每个测试案例生成了模型预测的置信分数。
摘要。我们描述了将在2.4 m Nancy Grace Roman Space望远镜上飞行的冠状器仪器(CGI)的光子计数摄像头系统的飞行电子乘电荷耦合设备(EMCCD)的开发。罗马是一项NASA旗舰任务,它将研究暗能量和暗物质,并在2020年代中期计划推出,寻找系外行星。CGI旨在证明高对比度成像和系外行星光谱所需的技术,例如高速波浪前传感和指向控制,具有可变形镜的自适应光学器件以及具有光子计数,可见敏感的(350至950 nm)检测器的超级噪声信号检测。相机系统是这些演示的核心,需要在高达1000帧-S -1时自适应地感知微弱和明亮的目标(10-4-10 7计数-S-1),以向仪器控制环提供必要的反馈。该系统包括两个相同的摄像机,一个相机表现出微弱的光科学能力,另一个用于提供仪器指向的高速实时感知。我们在喷气推进实验室(美国加利福尼亚州帕萨迪纳)的计划评估了辐射损坏的商业EMCCD传感器的低信号性能,并将这些测量作为与开放大学(米尔顿·凯恩斯(Milton Keynes),英国王国和泰瑞德尼·凯恩(Milton-Ekeynes)和泰瑞德尼(Teledyne-e2V)(泰瑞德尼(Teledyne-E2V))(英国凯尔多·金(Chelden-e2v)(英国凯尔多·金(Cheldne-E2V),英国王者),对靶向辐射硬化修饰进行了基础。然后开发了一对具有测试功能的EMCCD,并在此报告其低信号性能。©作者。[doi:10 .1117/1.Jatis.9.9.1.016003]该程序导致了EMCCD的飞行版本的开发,其低信号性能在暴露于2.6×10 9质子-CM-2(10 MeV等效)后,超过三倍以上。飞行EMCCD传感器是通过与Teledyne-E2V(英国切尔姆斯福德)的合同来贡献的。我们将描述用于评估光子计数性能的程序要求,传感器设计,测试结果和指标。由SPIE在创意共享归因4.0国际许可下出版。全部或部分分发或复制此工作需要完全归因于原始出版物,包括其DOI。
背景 未来人类和机器人的深空探险将需要快速、高效的方式,在漫长的旅程中将高清图像、实时视频和大量数据从太空传送到地球。光通信系统已经在自由空间中提供高速率数据传输,可能为深空通信提供解决方案。林肯实验室和喷气推进实验室一直与 NASA 合作开展深空光通信计划,以开发和演示实现可靠、快速数据速率光通信的解决方案,往返于太阳系的遥远角落。光子计数相机就是其中一种解决方案。
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摘要:提出并评估了一种超低水平光检测模块——时间相关光子计数器,用于荧光分析。时间相关光子计数器采用硅光电倍增管作为光子计数传感器,结合泊松统计算法和双时间窗技术,可以准确计数光子数。时间相关光子计数器与时间相关单光子计数技术兼容,可以记录非常微弱的光信号的到达时间。利用这种低成本、紧凑的仪器分析了异硫氰酸荧光素的强度和寿命,获得了16 pg/ml的检测限,线性动态范围从2.86 pg/ml到0.5 µ g/ml,测得异硫氰酸荧光素的寿命为3.758 ns,与先进的商用荧光分析仪的结果一致。时间相关的光子计数器可能在即时诊断等应用中很有用。
广泛认为,大脑中聚集的 β 淀粉样蛋白 (β A) 斑块与多种神经退行性疾病有关,而它们的识别有助于阿尔茨海默病的早期诊断。我们研究了使用带有硅条光子计数探测器的光谱 X 射线相干散射系统识别大脑 β A 蛋白斑块的可行性。这种方法基于大脑中淀粉样蛋白、白质和灰质的结构差异。我们模拟了一个能量和角度色散 X 射线衍射系统,该系统带有 X 射线笔形束和硅条传感器、能量分辨探测器。多色光束在几何上聚焦于大脑中感兴趣的区域。首先,修改了用于蒙特卡罗传输的开源 MC-GPU 代码以适应探测器模型。其次,模拟了有和没有 β A 的大脑模型,以评估该方法并确定获得可接受统计功效所需的辐射剂量。对于 15 厘米脑模型中 3、4 和 5 毫米大小的 β A 靶,所需的入射曝光量约为 0.44 mR,来自 60 kVp 钨光谱和 3.5 毫米的附加铝过滤。结果表明,所提出的 X 射线相干散射技术能够使用高能 X 射线光谱,因此有可能在可接受的辐射剂量水平内用于精确的体内检测和量化脑中的 β A。
参数下转换产生的光子对提供了一种校准单光子探测器的绝对方法 [1–14]。由于光子是成对产生的,因此检测到一个光子肯定预示着另一个光子的存在。为了测量检测效率,放置触发检测系统来拦截部分下转换光。然后安排被测探测器 (DUT) 收集与触发探测器看到的光子相关的所有光子(通常更多)。在理想情况下,DUT 通道检测效率是给定时间间隔内巧合事件数与触发检测事件数之比。 (这里所说的理想情况是指,除了双光子源之外,没有任何竞争机制导致探测器触发;而巧合是指两个探测器由于一对光子而触发。)如果我们分别用 η DUT 和 η trig 来指定 DUT 和触发通道的收集效率,则触发计数的总数为