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Blick in die Forschung: Kurzberichte: Auf dem Weg zum perfekten Bildsensor

Mit einem neuartigen Detektor, dem Quanta Image Sensor, lassen sich einzelne Photonen nachweisen. Die lichtempfindlichen Elemente heißen Jots – es sind Pixel von Mikrometergröße. Wird der Sensor ein neuer Stern am astronomischen Detektorhimmel?
Quanta Image SensorLaden...

Zweidimensionale digitale Bilder mit Millionen von Pixeln sind heutzutage eine Selbstverständlichkeit und lassen sich mit nahezu jeder Smartphonekamera aufnehmen. In den 1980er Jahren revolutionierten sie die beobachtende As­tro­no­mie. Ausgangspunkt der Revolution war die Entwicklung des CCD-Bildsensors. CCD steht für Charge-coupled Device, was soviel bedeutet wie ladungsgekoppeltes Gerät. Diese CCDs sind lichtempfindliche Sensoren mit herausragenden Eigenschaften, insbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen. Im ge­kühl­ten Zustand liefern sie besonders rauscharme Daten.

Nun verspricht ein neuer Bildsensor der Firma Gigajot Technologies, mit so genannten »Jots« einzelne Photonen zu zählen und dies sogar bei normaler Raumtemperatur. Dieses Jots sind spezialisierte Pixel, empfindlich genug, um ein einzelnes Photon nachzuweisen. Um das Design dieses Quanta Image Sensor (QIS, siehe Bild oben) einzuordnen, blicken wir kurz zurück auf die Entwicklung des CCD-Bildsensors ...

April 2019

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum April 2019

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  • Literaturhinweise

Ma, J. et al: Photon-Number-Resolving Megapixel Image Sensor at Room Temperature without Avalanche Gain. In: Optica 4, S. 1474 – 1481, 2017