Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The Project will support the development of techniques and algorithms for low-light imaging and detection using novel time-bin interferometers and analyzers, which is usually used for quantum communications. The project team will apply these ideas to a system that includes imaging interferometers equipped with photon detection arrays, which overcome the issues for free-space photons exposed to scattering or turbulent media, while retrieving the phase and intensity information of each photon to recover their pattern with high visibility. Every photon arrival on every pixel can be individually logged with ~100 picosecond precision, and several 100 million photons per second can be detected across the array. These features will be exploited to develop a novel algorithm for analysis of the very faint (and noisy) images expected for a single-photon imaging device. Finally, the project will demonstrate phase encoding to enhance of contrast for distant objects, and study how to characterize their shape and motion.

Le projet contribuera à la mise au point de techniques et d’algorithmes pour l’imagerie et la détection à faible luminosité à l’aide de nouveaux interféromètres et analyseurs à intervalle de temps, qui sont généralement utilisés pour les communications quantiques. L’équipe du projet appliquera ces idées à un système qui comprend des interféromètres d’imagerie équipés de matrices de détection de photons, qui règlent les problèmes des photons en espace libre, exposés à des milieux diffusants ou turbulents, tout en récupérant les informations de phase et d’intensité de chaque photon pour retrouver leur motif avec une grande visibilité. L’arrivée de photon sur chaque pixel peut être enregistrée individuellement avec une précision d’environ 100 picosecondes, et plusieurs centaines de millions de photons par seconde peuvent être détectés sur l’ensemble du réseau. Ces caractéristiques seront exploitées pour créer un nouvel algorithme d’analyse des images très faibles (et bruyantes) attendues pour un dispositif d’imagerie à photons uniques. Enfin, le projet fera la démonstration du codage de phase pour améliorer le contraste des objets distants et étudiera la manière de caractériser leur forme et leur mouvement.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.