Singular Photonics pozyskało 2,15 mln dolarów na rozwój sensorów obrazu rejestrujących pojedyncze fotony

Singular Photonics, bezfabrykowa firma półprzewodnikowa z Edynburga, zamknęła nadsubskrybowaną rundę finansowania o wartości 2,15 mln dolarów (1,6 mln funtów). Pozyskany kapitał ma zwiększyć możliwości zespołu inżynieryjnego, przyspieszyć rozwój produktów i skrócić drogę kolejnych sensorów obrazu do rynku.

Kto zainwestował w Singular Photonics?

Rundzie przewodziło ACF Investors. W finansowaniu uczestniczyły również Wren Capital, Cambridge Angels, Scottish Enterprise, Quantum Exponential i Old College Capital. Dołączyli do nich także dotychczasowi udziałowcy spółki.

Finansowanie ogłoszono 19 sierpnia 2026 roku. Przy tej okazji Singular Photonics poinformowało również, że do rady spółki dołączył Dipesh Patel, były dyrektor techniczny firmy Arm.

Od badań Uniwersytetu Edynburskiego do firmy technologicznej

Singular Photonics jest spin-outem Uniwersytetu Edynburskiego. Spółka wywodzi się z badań prowadzonych pod kierunkiem profesora Roberta Hendersona, związanych z obrazowaniem cyfrowym oraz nanometrowymi sensorami SPAD wykonanymi w technologii CMOS, w tym z rozwiązaniami wykorzystującymi pomiar czasu przelotu.

Model „fabless” oznacza, że firma projektuje własne układy i rozwija ich technologię, ale nie produkuje chipów we własnej fabryce. Jej celem jest wykorzystanie detekcji światła na poziomie pojedynczych fotonów w niewielkich systemach działających w czasie rzeczywistym.

Czym są sensory SPAD?

W typowej matrycy światło jest mierzone jako suma fotonów zebranych w czasie ekspozycji. Sensor SPAD — czyli wyposażony w diody lawinowe zliczające pojedyncze fotony — rejestruje natomiast poszczególne fotony i moment ich nadejścia.

Połączenie zliczania fotonów z bardzo dokładnym pomiarem czasu może dostarczać informacji nie tylko o natężeniu światła, lecz także o odległości, właściwościach materiału czy zmianach zachodzących w tkankach. Zależy to od konfiguracji sensora i konkretnego zastosowania.

Singular Photonics łączy trójwymiarowo układane matryce SPAD z warstwą obliczeniową umieszczoną pod warstwą światłoczułą. Dzięki temu część operacji może być wykonywana w pikselu lub bezpośrednio w jego pobliżu. Należą do nich m.in. zliczanie fotonów, pomiar czasu, tworzenie histogramów, analiza statystyczna i autokorelacja.

Przeniesienie większej części obliczeń do samego sensora ma ograniczyć konieczność przesyłania surowych danych do zewnętrznych układów. Według spółki może to pomóc zmniejszyć opóźnienia, rozmiar oraz zapotrzebowanie na energię systemów brzegowych i rozwiązań wykorzystujących sztuczną inteligencję.

Andarta: kompaktowy sensor dla obrazowania medycznego

Andarta to niewielki, czuły sensor SPAD opracowany we współpracy z firmą Meta. Singular Photonics pozycjonuje go jako rozwiązanie dla różnych technik obrazowania medycznego oraz jako krok w stronę wykorzystania technologii SPAD w urządzeniach ubieralnych.

Układ obsługuje autokorelację w pikselu — metodę analizy szybkich zmian światła. Jednym z opisywanych przez spółkę zastosowań jest monitorowanie przepływu krwi w mózgu poprzez śledzenie zmian światła przechodzącego przez tkankę, również na głębokościach, do których obecne sensory nie docierają.

Andarta nie jest więc przedstawiana wyłącznie jako bardziej czuła kamera. Jej wyróżnikiem ma być połączenie detekcji pojedynczych fotonów, niewielkich rozmiarów i lokalnego przetwarzania danych. Taka konstrukcja może ułatwić wykorzystanie zaawansowanych pomiarów optycznych w aparaturze medycznej, a potencjalnie także w urządzeniach noszonych.

Sirona: 512 pikseli do pomiaru czasu i spektroskopii

Sirona jest pierwszym produktem Singular Photonics. To liniowy sensor SPAD o rozdzielczości 512 pikseli, obsługujący zliczanie pojedynczych fotonów z korelacją czasową (TCSPC). Funkcje tworzenia histogramów i dzielenia czasu na przedziały są realizowane na chipie, co pomaga analizować nie tylko liczbę fotonów, ale także moment ich nadejścia.

Spółka wskazuje dla Sirony między innymi następujące zastosowania:

• spektroskopię Ramana,
• mikroskopię obrazowania czasu życia fluorescencji (FLIM),
• pomiary czasu przelotu,
• zastosowania kwantowe.

To obszary obejmujące zarówno aparaturę badawczą, jak i sensory przemysłowe. Informacja o czasie nadejścia fotonu może pomóc odróżniać materiały albo mierzyć drogę pokonywaną przez światło. Z kolei pomiary czasu życia fluorescencji dostarczają danych niewidocznych na zwykłym obrazie opartym wyłącznie na natężeniu światła.

Gdzie spółka chce wykorzystać tę technologię?

Singular Photonics wymienia trzy główne grupy zastosowań.

Przemysł i sztuczna inteligencja fizyczna

Systemy wizyjne, automatyzacja przemysłu i tak zwana fizyczna AI — czyli rozwiązania, które postrzegają i reagują na rzeczywisty świat — wymagają szybkiego przetwarzania danych optycznych. Obliczenia wykonywane na chipie mogą być przydatne tam, gdzie klasyczne architektury kamer ograniczają opóźnienia, przepustowość danych lub rozmiar urządzenia.

Odkrycia naukowe i aparatura pomiarowa

Funkcje TCSPC, tworzenie histogramów i podział czasu na przedziały w sensorze Sirona odpowiadają potrzebom spektroskopii, mikroskopii, pomiarów czasu przelotu i zastosowań kwantowych. W tych dziedzinach często trzeba wydobywać informacje z bardzo małej liczby fotonów oraz dokładnie mierzyć ich czas nadejścia.

Obrazowanie medyczne i urządzenia ubieralne

Andarta jest przeznaczona do obrazowania medycznego, z perspektywą integracji z urządzeniami ubieralnymi. Autokorelacja wykonywana w pikselu ma wspierać m.in. pomiary przepływu krwi w mózgu, w których kluczowe znaczenie mają czułość i kompaktowe wymiary.

Wcześniejsze materiały spółki obejmowały również elektronikę konsumencką i motoryzacyjną. W komunikacie dotyczącym sierpniowego finansowania na pierwszy plan wysunięto jednak systemy wizyjne, automatyzację przemysłu, aparaturę naukową i obrazowanie medyczne.

Na co zostaną przeznaczone pieniądze?

Najbliższym celem jest rozwój operacyjny i komercyjny. Singular Photonics chce powiększyć zespół inżynieryjny, przyspieszyć prace nad produktami oraz szybciej wprowadzać na rynek szerszą gamę sensorów obrazu SPAD.

Dołączenie Dipesha Patela do rady wnosi do spółki doświadczenie z dużej firmy półprzewodnikowej. Patel spędził 25 lat w Arm, a jako dyrektor techniczny nadzorował działy Research oraz Digital IT.

Nowa runda nie ma więc służyć wyłącznie premierze pojedynczego sensora. Ma dać Singular Photonics środki na rozwój całej rodziny produktów opartych na jednym założeniu: wykrywać pojedyncze fotony, przetwarzać większą część danych bezpośrednio w układzie i dostosowywać tę architekturę do systemów przemysłowych, naukowych oraz medycznych.