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Singular Photonics是一家计算成像技术的先锋，正在通过将先进的处理技术直接嵌入其 SPAD (单光子雪崩二极管)传感器阵列来改变光子检测的能力。与传统传感器将原始光子数据传输到外部系统不同，Singular的做法采用了3D堆叠架构，使高密度数字逻辑直接位于每个SPAD像素下方。这种独特的集成方式使传感器能够在像素级别执行复杂的操作，例如直方图处理、时间分箱和自相关，从而实现对光子事件的实时分析。

Singular阵列中的每个SPAD探测器均在雪崩模式下工作，瞬间将单个光子转换为数字脉冲，其时间分辨率可达到数十皮秒。由于信号本身是数字的，避免了模拟放大和模拟到数字转换的噪声和复杂性。这种数字精度使传感器在低光环境和高速测量中表现出色。然而，真正的创新在于计算层：每个像素下嵌入的逻辑可以每秒并行执行数百万次操作，将每个光子转换为有意义的、可应用的信息，而无需外部处理。

这种设计理念——将计算带到检测点——使得传感器能够提取实时的时间、光谱和统计信息，这在生物医学成像、光谱学和深度感知等领域尤为重要。例如，在扩散相关光谱学中，该公司的Andarta传感器，一个512 x 512的SPAD阵列，能够直接在芯片上进行集体自相关，延迟时间低于每个宏像素一微秒。它使用约1.2亿个晶体管，每秒提供超过5000亿次乘加操作，同时功耗仅为0.3瓦。这使得可以连续、实时地监测生理信号，如脑血流，而无需将原始数据传输到外部处理器。

 Sirona线传感器是另一个关键创新，专注于时间分辨光谱学。通过将时间分箱和直方图处理直接嵌入传感器阵列，它支持先进的技术，如荧光寿命成像 (FLIM) 和拉曼光谱，具有降低延迟和提高效率的优势。Sirona的演示已经实现了每秒0.2帧的全光谱FLIM成像，使用分辨率和分箱权衡具有实时性能的潜力达到每秒10帧。这些能力通过紧凑和高效的设计传递，突显了Singular传感器平台的更广泛前景：提供适合便携式、嵌入式或可穿戴系统的先进光学传感。

Singular Photonics的传感器体现了成像技术的根本转变，通过将精确的光子检测与嵌入式高通量数字计算相结合。这种集成架构不仅提高了速度和能源效率，还使得对光信号的理解更加丰富和细腻，为新一代智能、光感知设备铺平了道路。

点击这里了解关于Andarta传感器的扩散相关光谱学。