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您的眼睛是精巧的光探測器，可以確定入射光線的強度、顏色和空間分佈。人類視網膜比消費級數碼相機擁有更多的“畫素”，包含約六百萬個感色錐細胞和超過一億個負責黑暗視覺的桿狀細胞。而且眼睛非常敏感：暗適應的桿狀細胞在吸收單個光粒子或光子（電磁波的最小量子單位）時，可以向大腦發出訊號。大腦只需要接收到少至六個這樣的單光子訊號就能感知到閃光。但是，眼睛和商業相機對於許多工來說遠非理想，因為它們只能探測到那些頻率位於狹窄可見光範圍內的光子。此外，它們對顏色的感知能力並不涉及對每個光子精確頻率的測量。
相比之下，科學和工業光子探測器可以窺視可見光以外的電磁領域——進入低頻（長波長、低能量）的紅外和微波世界，以及高頻的X射線和伽馬射線區域。然而，它們的能力也受到限制。特別是，對於可見光和更長波長的光，科學家們一直缺乏一種能夠“看到”單個光子並準確辨別其頻率，從而辨別其能量的探測器。確定光子的頻率為獲取關於發射光子的物質的大量資訊打開了大門。