EPFL 研究人員與佳能科學(xué)家合作開發(fā)了一種新型相機(jī)，可以對(duì)最小的光粒子——光子進(jìn)行成像。他們制造的相機(jī)稱為 MegaX，據(jù)說是對(duì)單光子雪崩二極管或 SPAD 超過 15 年研究的結(jié)晶。SPAD 是用于下一代以圖像為中心的技術(shù)的光傳感器。

科學(xué)家們創(chuàng)造的相機(jī)的顯著特點(diǎn)是它能夠捕獲和計(jì)算人眼不可見的光子。人類只能看到連續(xù)光束光子，就像激光指示器中使用的那樣。MegaX 可以填充單個(gè)光子和光線的軌跡。該團(tuán)隊(duì)表示，當(dāng)它們以視頻形式顯示時(shí)，它們看起來就像流星。

為了能夠看到單個(gè)光子的移動(dòng)，該團(tuán)隊(duì)必須將膠片速度降低 3 億倍。MegaX速度極快，每秒最多可拍攝 24,000 張圖像。相比之下，電影以每秒 24 張圖像的速度拍攝。MegaX 還擁有非常大的動(dòng)態(tài)范圍，可以生成 3D 表示，同時(shí)對(duì)這些表示進(jìn)行深度分割。

MegaX 背后的團(tuán)隊(duì)表示，它可用于結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用程序。相機(jī)能夠捕獲單個(gè)光子并將它們轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)在內(nèi)存中的電信號(hào)。獲得光子的過程需要一納秒。相機(jī)還能夠精確檢測(cè)光子何時(shí)撞擊傳感器并測(cè)量光子在發(fā)射它的物體和相機(jī)之間傳播所需的時(shí)間。這使它能夠計(jì)算與發(fā)射光子的源的距離或飛行時(shí)間。

飛行時(shí)間對(duì)于讓相機(jī)快速生成圖像尤為重要。相機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵特性是它能夠同時(shí)捕捉非常亮和非常暗的區(qū)域，大大增加了動(dòng)態(tài)范圍。該團(tuán)隊(duì)目前正在努力減小相機(jī)的像素尺寸，與普通相機(jī)的 0.9 µm 像素尺寸相比，該尺寸目前非常大，為 9 µm。