Detektor rubidowy konwertuje obrazy w podczerwieni bezpośrednio na światło widzialne

Technologia, która umożliwia stosowanie kamer na podczerwień, to czujniki generujące prąd pod wpływem fotonów podczerwonych. Szereg tych czujników można następnie wykorzystać do odtworzenia obrazu.

Ale jest problem. Detektory podczerwieni są notorycznie nieefektywne. Przy dłuższych falach są one zagłuszane przez hałas i dlatego muszą być chłodzone, często ciekłym azotem. To sprawia, że ​​są skomplikowane, delikatne i drogie w eksploatacji.

Natomiast czujniki światła widzialnego są wydajne, solidne i tanie. Tak więc jednym oczywistym rozwiązaniem jest znalezienie sposobu na konwersję fotonów podczerwonych na widzialne, tak aby obraz mógł być wykonany przy użyciu konwencjonalnego układu pikseli.

Łatwiej powiedzieć niż zrobić. Proces konwersji fotonów w podczerwieni nie jest prosty i opiera się na laserach dużej mocy oraz egzotycznych kryształach nieliniowych. Nie jest jasne, w jaki sposób można to przekształcić w praktyczne urządzenie, które przewyższa dzisiejsze kamery termowizyjne, jeśli w ogóle jest to możliwe.

Dzisiaj Dong-Sheng Ding i koledzy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Chin w Hefei udoskonalili inną technikę, która może to zmienić.

Ci faceci używają procesu znanego jako mieszanie czterech fal, w którym interakcja trzech różnych długości fal w niektórych mediach daje czwartą długość fali. Odbywa się to zwykle w kryształach nieliniowych za pomocą laserów o dużej mocy.

Sztuczka, którą odnieśli ci faceci, polega na tym, aby osiągnąć to w małym pojemniku z gazem rubidowym za pomocą dwóch zwykłych laserów diodowych. Chodzi o to, że lasery wzbudzają pewne stany elektronowe w atomach rubidu. Te stany są wybierane tak, aby atomy emitowały światło widzialne, gdy się rozluźniają.

Ale system jest tak skonfigurowany, że dodanie trochę dodatkowego światła podczerwonego wyzwala emisję widzialnego światła czerwonego.

Łatwo zauważyć, że gdy to światło podczerwone pochodzi z jakiejś zewnętrznej scenerii, rezultatem jest kopia sceny w świetle widzialnym, którą można zarejestrować za pomocą konwencjonalnej matrycy pikseli.

Ding i spółka przetestowali swój pomysł, tworząc obrazy zestawu cyfr utworzonych przez przepuszczanie światła podczerwonego przez maskę. Na powyższym obrazku przekonwertowane obrazy znajdują się w dolnym rzędzie.

Technika ta ma oczywiście pewne ograniczenia, z których nie tylko wynika spadek rozdzielczości, który powoduje ten proces. Wynika to głównie z ruchu atomów rubidu w gazie, który należy podgrzać do 140 stopni C.

Niemniej jednak technika ta ma oczywisty potencjał. Zbudowanie ogniwa z gorącego gazu rubidowego jest stosunkowo proste, a używane przez nie lasery są stosunkowo łatwe w obsłudze. Mówią, że nasza konfiguracja eksperymentalna jest bardzo prosta.

Oczywiście wzbudzi to zainteresowanie wielu różnych grup. Uważamy, że wyniki naszych badań byłyby bardzo przydatne w dziedzinach badań astrofizyki, technologii noktowizyjnej, wykrywania chemicznego, komunikacji kwantowej i tak dalej.

Spośród nich najgłębsze kieszenie będą mieli interesariusze wojskowi. Jedynym pytaniem jest, jak szybko można go bardziej szczegółowo zbadać.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1203.6132 : Eksperymentalna konwersja obrazów w górę

ukryć