Detector de fuente

Detector de fuente

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Fotónica nist

Desarrollamos y aprendemos a caracterizar fuentes de luz no clásicas y detectores monofotónicos. Para tener un modelo preciso de la respuesta de un detector monofotónico, no basta con caracterizar la eficiencia de la detección y el ruido por sí solos, sino que hay muchos otros parámetros esenciales y son necesarias recetas cuidadosamente descritas para medir esos parámetros. Del mismo modo, la comprensión de las fuentes no clásicas requiere la caracterización de múltiples parámetros, y estamos aprendiendo cuáles son los más útiles, y por qué. Estos esfuerzos dan lugar a nuevos métodos metrológicos y, a su vez, esas nuevas mediciones permiten mejorar el diseño de las fuentes y los detectores, como se comenta a continuación.
Los detectores que pueden registrar fotones individuales son fundamentales para las aplicaciones de la información cuántica, la metrología, la biología y la teledetección, cada una de las cuales tiene sus propios requisitos de detección. En muchos sentidos, un detector monofotónico es el dispositivo que salva la brecha entre lo cuántico y lo clásico, dando a los investigadores clásicos acceso a muchos efectos cuánticos. Estamos desarrollando y caracterizando detectores con capacidades de resolución de fotón único y número de fotones. Los esfuerzos de investigación incluyen detectores de estado sólido como los fotodiodos de avalancha y la electrónica operativa que permite gran parte de su rendimiento, detectores criogénicos basados en microbolómetros con verdadera resolución de número de fotones, y la multiplexación de estos detectores para obtener ventajas significativas en la tasa de recuento máxima y el tiempo muerto sobre los detectores individuales.

Física nist

El trabajo diario del Grupo de Detectores consiste en ayudar a los científicos de la línea de luz a montar, instalar y poner en marcha los detectores y el equipo auxiliar; en la búsqueda de fallos y en la validación de datos. Una actividad de mayor alcance consiste en mantenerse al tanto de los últimos avances en tecnología de detección, prever futuros desarrollos de detectores para nuevos experimentos y mantenerse en contacto con los principales desarrolladores y usuarios de detectores internacionales. El Grupo de Detectores tiene un importante programa de desarrollo de detectores y ha participado en varias colaboraciones internacionales para desarrollar nuevos detectores.
ExcaliburRX es un detector de recuento de fotones de gran superficie basado en el chip de lectura Medipix3RX. ExcaliburRX fue desarrollado en colaboración con el STFC y ahora está en funcionamiento en la línea de haz I13 en la rama de imágenes difractivas coherentes y en la línea de haz de nanosonda de rayos X duros I14. El detector ExcaliburRX.

Laboratorio de medición

IntroducciónLa espectroscopia del infrarrojo cercano (NIRS) y la imagen óptica difusa (DOI) se han utilizado con éxito para la evaluación no invasiva de la hemodinámica cerebral durante más de tres décadas [1], [2], [3]. La interpretación adecuada de cualquier tipo de medición no invasiva, incluidas la NIRS y la DOI, requiere un conocimiento detallado del perfil de sensibilidad espacial de la medición. En general, la pregunta es ¿qué tejidos están siendo sondeados por una determinada medición? Una pregunta más específica que se suele plantear es: ¿cuál es la profundidad de penetración de la NIN? La respuesta a estas preguntas es especialmente difícil porque la propagación de la luz a través de medios de dispersión con estructura heterogénea (como la cabeza) es intrínsecamente compleja, y porque los modelos matemáticos que rigen este proceso -la ecuación de transporte radiativo y su aproximación de difusión- son difíciles de resolver analíticamente para cualquier geometría de tejido, salvo las más triviales [4], [5], [6], [7]. Es aún más difícil medir empíricamente la fluencia de la luz dentro del tejido, ya que esto requeriría la colocación de detectores de luz omnidireccionales dentro de un medio sondeado.

Laboratorio de medición física

Cuando tenemos una sola imagen, asumimos un modo probabilístico de detección de fuentes, de modo que, en un píxel de la imagen, si la probabilidad de que el valor observado en ese píxel pueda haber surgido a través de la fluctuación estadística del fondo en ese píxel está por debajo de una determinada probabilidad límite
Las cosas se complican cuando se tienen imágenes tomadas en diferentes bandas de energía (o en otras circunstancias diferentes). Si no se conoce el espectro de la fuente, lo mejor es hacer lo que hace eboxdetect
que es calcular la probabilidad de detección para todas las imágenes por separado, y luego sumar estos números. Se puede demostrar que una suma de valores de probabilidad independientes como ésta tiene una distribución de probabilidad de hipótesis nula dada aproximadamente por la fórmula
La alternativa utilizada en la presente tarea es realizar una suma ponderada de las imágenes de entrada y, a continuación, realizar la detección de la fuente en la única imagen sumada. Para que la detección probabilística funcione en este escenario necesitamos encontrar la distribución de probabilidad de una suma ponderada de variantes de Poisson. La discusión completa de este tema se pospone hasta la sección 3.4; basta con decir aquí que se ha encontrado una expresión aproximada para esta distribución de probabilidad. El esquema de detección funciona entonces como cualquier otro: para cada píxel, se calcula la probabilidad de que el valor detectado haya podido resultar del azar, y el píxel se designa como fuente si se supera el umbral de probabilidad.