211service.com
Rubidija detektors pārvērš infrasarkanos attēlus tieši redzamā gaismā
Tehnoloģija, kas padara iespējamas infrasarkanās kameras, ir sensori, kas ģenerē strāvu, kad tos ietekmē infrasarkanie fotoni. Šo sensoru masīvu pēc tam var izmantot attēla atjaunošanai.
Bet ir problēma. Infrasarkanie detektori ir ļoti neefektīvi. Garākos viļņu garumos tos pārņem troksnis, tāpēc tie ir jāatdzesē, bieži vien ar šķidro slāpekli. Tas padara tos sarežģītus, smalkus un dārgus ekspluatācijā.
Turpretim redzamās gaismas sensori ir efektīvi, izturīgi un lēti. Tātad viens acīmredzams risinājums ir atrast veidu, kā pārveidot infrasarkanos fotonus par redzamiem, lai attēlu varētu izveidot, izmantojot parasto pikseļu masīvu.
Tas ir vieglāk pateikt nekā izdarīt. Infrasarkano fotonu pārveidošanas process nav vienkāršs un balstās uz lieljaudas lāzeriem un eksotiskiem nelineāriem kristāliem. Nav skaidrs, kā to varētu pārvērst par praktisku ierīci, kas pārspēj mūsdienu infrasarkanās kameras, ja tas vispār ir iespējams.
Šodien Dong-Sheng Ding un viņa draugi Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitātē Hefei ir pilnveidojuši citu tehniku, kas varētu to mainīt.
Šie puiši izmanto procesu, kas pazīstams kā četru viļņu sajaukšana, kurā trīs dažādu viļņu garumu mijiedarbība noteiktos medijos rada ceturto viļņa garumu. To parasti veic nelineāros kristālos, izmantojot lieljaudas lāzerus.
Šo puišu triks ir panākt to nelielā rubīdija gāzes traukā, izmantojot divus parastus diožu lāzerus. Ideja ir tāda, ka lāzeri rosina noteiktus elektroniskos stāvokļus rubīdija atomos. Šie stāvokļi ir izvēlēti tā, lai atomi, atslābinoties, izstaro redzamu gaismu.
Taču sistēma ir iestatīta tā, ka, pievienojot nedaudz papildu infrasarkanās gaismas, tiek izvadīta redzamā sarkanā gaisma.
Ir viegli redzēt, ka, ja šī infrasarkanā gaisma ir no ārējām ainavām, tiek iegūta ainas redzama gaismas kopija, ko var uztvert parasts pikseļu masīvs.
Dings un co ir pārbaudījuši savu ideju, veidojot attēlus no ciparu kopas, kas izveidota, izlaižot infrasarkano gaismu caur masku. Augšējā attēlā augšupkonvertētie attēli atrodas apakšējā rindā.
Šai tehnikai noteikti ir daži ierobežojumi, tostarp šī procesa izraisītā izšķirtspējas samazināšanās. Tas lielā mērā ir saistīts ar rubīdija atomu kustību gāzē, kas jāuzsilda līdz 140 grādiem C.
Tomēr tehnikai ir acīmredzams potenciāls. Ir salīdzinoši vienkārši izveidot kameru no karstas rubīdija gāzes, un ar to izmantotajiem lāzeriem ir samērā viegli rīkoties. Viņi saka, ka mūsu eksperimentālā iestatīšana ir ļoti vienkārša.
Skaidrs, ka tas izraisīs vairāku dažādu grupu interesi. Mēs uzskatām, ka mūsu pētījumu rezultāti būtu ļoti noderīgi pētniecības jomās astrofizikas, nakts redzamības tehnoloģiju, ķīmisko sensoru, kvantu komunikācijas un tā tālāk, viņi saka.
No tiem militārajām ieinteresētajām personām būs visdziļākās kabatas. Jautājums tikai, cik ātri to var izpētīt sīkāk.
Atsauce: arxiv.org/abs/1203.6132 : Eksperimentāla attēlu pārveidošana