
Photon-Counting Image Sensors
Photonenzählende Bildsensoren stellen einen möglichen Paradigmenwechsel bei Festkörper-Bildsensoren dar. In diesen Geräten werden Photonen einzeln erfasst und gezählt.
Um Photonen zählen zu können, müssen die Bauelemente eine hohe Quanteneffizienz, ein tiefes Ausleserauschen im Sub-Elektronenbereich und die Fähigkeit zum Auslesen in digitaler Form mit hoher Geschwindigkeit aufweisen. Dieser Beitrag, zu dem die besten Bildsensor-Forscher der Welt eingeladen wurden, gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik bei Bildsensoren mit Photonenzählung in verschiedenen Konfigurationen, einschließlich CMOS-Bildsensoren und Geräten mit Avalanche-Multiplikation, für sichtbare Photonen sowie für Photonen mit höherer Energie wie Ultraviolett- und Röntgenstrahlung. Es werden auch neue Methoden zur Erzeugung von Bildinformationen aus Photonen zählenden Bildsensoren beschrieben.
Diese neue Technologie wird in der wissenschaftlichen Bildgebung bei schwachem Licht in der Luft- und Raumfahrt, in der Verteidigung und in den Biowissenschaften Anwendung finden. Sie kann auch in der Kryptographie, der Kommunikation, bei Sicherheitskameras, der 3D-Bildgebung und der Fotografie eingesetzt werden.