[发明专利]使用原子蒸气腔室组件的图像感测

说明书

本发明题为“使用原子蒸气腔室组件的图像感测”。本文提供了使用原子蒸气腔室组件进行图像感测的系统和方法。在某些实施方案中，一种设备包括：原子蒸气腔室组件，原子蒸气腔室组件包含与多个像素位置相关联的原子；读出激光源，读出激光源发射照射原子的读出激光；泵浦激光源，泵浦激光源通过泵浦激光照射原子，以制备处于暗基态的原子，其中处于暗基态的原子不耦合到读出激光；以及靶向激光源，靶向激光源朝向靶标发射靶向激光，其中靶向激光的由靶标反射的入射在原子上的部分使原子跃迁为亮基态；其中处于亮基态的原子耦合到读出激光并发射多个读出光子。

背景技术

成像检测器已经成为诸如运动检测和面部识别应用的安全应用中的重要技术。成像检测器的实现经常使用电荷耦合器件(CCD)成像检测器，使得CCD成像检测器已经成为图像检测中的普遍技术。CCD成像检测器的一种应用是在弱光环境下提供图像检测。在弱光环境中，CCD阵列中的每个像素在给定的曝光时间内可以接收近一个光子。为了增加CCD成像检测器的灵敏度，可以冷却CCD像素，并且可以电气地放大由CCD像素产生的信号。

发明内容

本文提供了使用原子蒸气腔室组件进行图像感测的系统和方法。在某些实施方案中，一种设备包括包含与多个像素位置相关联的多个原子的原子蒸气腔室组件。该设备还包括发射照射多个原子的一个或多个读出激光的一个或多个读出激光源。进一步地，该设备包括一个或多个泵浦激光源，该一个或多个泵浦激光源通过一个或多个泵浦激光照射多个原子，以制备多个原子中的处于暗基态的一个或多个原子，其中处于暗基态的原子不耦合到一个或多个读出激光；另外，该设备包括朝向靶标发射一个或多个靶向激光的一个或多个靶向激光源，其中一个或多个靶向激光的由靶标反射的入射在一个或多个原子上的部分使一个或多个原子跃迁为亮基态；其中处于亮基态的一个或多个原子耦合到一个或多个读出激光并发射一个或多个读出光子。

附图说明

应当理解，附图仅示出了一些实施方案，因此不应认为是限制本发明的范围，将使用附图以附加特征和细节来描述示例性实施方案，在附图中：

图1是示出根据本公开的一方面的示例性图像捕获设备的图；

图2是示出根据本公开的一个方面的用于使用原子蒸气腔室组件进行图像感测的示例性系统的框图；

图3是示出根据本公开的一方面的当被光子激发时原子向不同状态跃迁的图；

图4A和图4B是示出根据本公开的方面的原子蒸气腔室组件的不同实施方案的图；

图5是示出根据本公开的一方面的用于使用原子蒸气腔室组件进行图像感测的示例性方法的流程图。

根据惯例，所描述的各种特征未必按比例绘制，而是用于强调与示例性实施方案相关的特定特征。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示方式示出了特定的例示性实施方案。然而，应当理解可能利用其他实施方案，并且可能进行逻辑、机械和电气更改。

本文描述了用于使用原子蒸气腔室组件进行图像感测的系统和方法。特别地，原子蒸气腔室组件可以包含用于接收由靶标反射的光子的多个原子蒸气像素。原子蒸气腔室组件中的原子在保持基态的同时对接收到的光子做出反应，以将靶标的图像输送到一系列光电探测器。通过使用原子蒸气腔室组件，本文描述的系统和方法可以有能力以高的本征量子效率、低的暗计数和相对高的读出速率来输送靶标的图像。因此，原子蒸气腔室组件可以适合于在照明水平极低的环境中获取成像数据。