Сегодня 29 марта 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → инфракрасная камера

Инфракрасные датчики сделали безопасными для здоровья — токсичные вещества в них заменили квантовыми точками

Европейские учёные изобрели и испытали технологию производства не содержащих ядовитых веществ инфракрасных датчиков. До сих пор подобные датчики содержали ртуть, фосфор, свинец и другие вещества не совместимые со здоровьем человека. Открытие безопасных материалов позволит повсеместно внедрить инфракрасное зрение, что подтолкнёт производство, робототехнику и улучшит качество жизни людей.

 Источник изображения: ICFO

Источник изображения: ICFO

Исследователи из испанского Института фотонных наук (ICFO) совместно со специалистами из дочерней компании Qurv разработали новый тип квантовых точек, чувствительных к диапазону 1–2 мкм (SWIR, short wave infrared или коротковолновый инфракрасный диапазон). Квантовые точки называют квантовыми не только за то, что они работают на принципах квантовой физики.

Квант в оригинале — это порция чего-то. Квантовые точки — это «порции» полупроводников нанометрового размера, которые действуют как отдельный элемент. В случае квантовых точек в составе датчиков изображения они поглощают свет одной длины волны и/или генерируют свет другой длины волны. Чувствительные к инфракрасному диапазону квантовые точки улавливают свет в этом диапазоне, а излучают его в видимом.

Как вариант для изготовления массива квантовых точек используется технология осаждения или синтеза из коллоидных растворов. Традиционно прекурсоры для таких растворов создавались с использованием фосфина. Исследователи заменили это токсичное вещество безопасным соединением теллурида серебра (Ag2Te). Изготовленные таким образом квантовые точки использовали для создания SWIR-фотоприёмника. Опытный фотоприёмник продемонстрировал отличные характеристики в спектральном диапазоне от 350 до 1600 нм с линейным динамическим диапазоном, превышающим 118 дБ.

Затем учёные собрали полноценную матрицу на базе традиционных CMOS-элементов. Испытания матрицы показали, что всё работает без нареканий. Так, новые инфракрасные датчики помогли увидеть кремниевую пластину на просвет (кремний прозрачен для инфракрасных лучей), а также визуализировали изображение предметов в пластиковой бутылке с мутным раствором жидкости, которые не были видны для обычного взгляда.

Безопасные для здоровья и чувствительные к инфракрасному свету квантовые точки можно использовать повсеместно, уверены учёные. От нанесения на обычные оконные стёкла до систем машинного зрения и установки в смартфоны и гарнитуры. Они помогут видеть сквозь туман, снег и ночь, анализировать состав продуктов, помогать спасателям и медикам.

Австралийцы создали полностью прозрачный для инфракрасных лучей пластик — из него можно делать IR-линзы и недорогие объективы

Исследователи из Университета Флиндерса (Австралия) создали новый недорогой полимер, который позволяет изготавливать линзы и объективы для приборов ночного видения. Открытие способно многое изменить в индустрии тепловизоров, а они нужны как для военного, так и гражданского применения.

 Источник изображений: Advanced Optical Materials

Источник изображений: Advanced Optical Materials

Сегодня линзы и объективы для IR-камер изготавливают фрезеровкой из таких материалов, как германий и халькогенидные стёкла. Это длительная процедура и затратные материалы. Стоимость линз из германия может достигать тысячи долларов США. К тому же, халькогенидные стёкла обычно содержат такие токсичные вещества, как мышьяк или селен. Предложенный австралийцами полимер синтезируется из обычной серы и циклопентадиена — материалов, которые получаются при рядовой переработке и очистке нефти.

Как утверждают учёные, созданный ими пластик обладает самой большой прозрачностью для инфракрасных волн длинноволнового участка из обнаруженных сегодня материалов. Он позволяет не только защищать объективы инфракрасных камер, камуфлируя их и просто закрывая от пыли, но также способен преломлять лучи инфракрасного диапазона. Иначе говоря, из него простой штамповкой или литьём можно изготавливать линзы и, в конечном итоге, собирать их в объективы.

 Разные варианты линз из нового полимера: увеличительная, уменьшающая и линза Френеля

Разные варианты линз из нового полимера: увеличительная, уменьшающая и линза Френеля

Один грамм нового пластика стоит один цент. Цена на объективы из него будет копеечная, что позволит широко использовать IR-объективы в гражданских целях от машинного зрения до камер наблюдения и смартфонов, о чём авторы сообщили в статье в журнале Advanced Optical Materials.

Kyocera разработала первую в мире интегрированную систему ночного видения для автомобилей — для людей и автопилотов

Kyocera сообщила о разработке уникальной интегрированной системы ночного видения для помощи водителям и автопилотам. Белый и инфракрасный лазеры представлены одним источником — диодом на базе нитрида галлия (GaN), в котором лазеры расположены на одной оптической оси, что минимизирует искажения. Разработка опирается на лазерные диоды молодой компании SLD Laser, поглощённой Kyocera в 2021 году.

 Источник изображений: Kyocera

Источник изображений: Kyocera

Автомобильные фары на лазерных диодах SLD Laser могут одновременно быть фактически точечным источником белого и инфракрасного света. Интегрированный датчик RGB-Ir автомобиля также одновременно получает изображения в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Уникальная разработка SLD Laser не даёт искажённой картинки, поскольку оба источника света расположены в одном диоде — разнесения источников нет и такие искажения как параллакс отсутствуют.

Более того, обучаемый алгоритм Kyocera для оценки дорожной обстановки вовсе не склеивает оба изображения в одно для дальнейшего анализа, а изучает каждое из них по отдельности и сравнивает друг с другом, что повышает точность распознавания объектов на дороге и улучшают оценку степени их опасности для водителя. Другой алгоритм позволяет собирать данные для ускоренного обучения ИИ для оценки дорожной обстановки, позволяя обучать систему быстрее и на менее производительном оборудовании. Из полезного, например, можно выделить автоматическое переключение на ближний свет при появлении встречной машины с сохранением работы фары в инфракрасном режиме.

Компания Kyocera рассчитывает коммерциализировать разработку после 2027 года. Система пригодится как для водителей, так и для автопилотов машин, включая автоматические решения для доставки товаров.

В США стартовала разработка инфракрасных датчиков с однофотонной чувствительностью — это изменит мир видеонаблюдения и не только

Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) запустило пятилетнюю программу разработки революционных инфракрасных датчиков. Датчики нового поколения должны обладать однофотонной чувствительностью и при этом быть компактными и работать при комнатных температурах. В полном объёме сферу применения подобных систем даже невозможно представить, но это точно изменит видеонаблюдение, медицину и многое другое.

 Источник изображения: DARPA

Источник изображения: DARPA

Современные датчики с однофотонной чувствительностью необходимо охлаждать до криогенных температур и это на фоне того, что они громоздки и требуют мощных источников питания. Программа DARPA OpTIm (Оптомеханическое тепловидение, англ. Optomechanical Thermal Imaging) предполагает открытия на стыке ряда фундаментальных наук в физике материалов, фотоники и метрологии, а также материаловедении. Подчеркнём, DARPA ожидает революции, а не эволюции.

«Мы не стремимся просто дополнить существующие способы обнаружения ИК-излучения эволюционными улучшениями в считывании сигнала, подавлении шума или спектральной селективности. Что делает эту программу интересной с научной и прикладной точек зрения, так это то, что OpTIm стремится объединить инновационные решения на стыке оптомеханики, физики материалов, фотоники и метрологии, чтобы по-новому взглянуть на старую проблему», — заявляют в DARPA.

Если добиться квантовой чувствительности для работающих при комнатной температуре датчиков ИК нового поколения, можно будет изменить системы наблюдения за полем боя, ночное зрение и наземную и космическую визуализацию. Это также позволит реализовать множество коммерческих применений от инфракрасной спектроскопии для неинвазивной диагностики рака до высокоточного и мгновенного обнаружение патогенов в дыхании человека или в воздухе, а также обеспечить выявление угроз для сельского хозяйства.

Программа DARPA OpTIm рассчитана на 5 лет (60 месяцев) и разбита на две 30-месячные фазы. Предполагается, что исследовательская работа будет вестись по трём основным направлениям, точнее, она основана на сочетании трёх выбранных направлений. Во-первых, это разработка оптомеханических резонаторов, которые обеспечат сверхчувствительную платформу с высокой изолированностью. Во-вторых, должны быть созданы полностью оптические детекторы для обнаружения сигналов на квантовом уровне с малыми шумами. В-третьих, необходимы метаматериалы со спектрально селективным «сделанным на заказ» ИК-поглощением, что позволит чрезвычайно точно обнаруживать нужные длины волн.

«Если исследователи смогут выполнить параметры программы, мы обеспечим возможность ИК-детектирования с улучшенными на порядки чувствительностью, спектральным контролем и временем отклика по сравнению с существующими ИК-устройствами, работающими при комнатной температуре», — сказал Мукунд Венгалатторе (Mukund Vengalattore), руководитель программы OpTIm в Управлении оборонных наук DARPA.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Приложение за $3 снимает более качественное 3D-видео для Apple Vision Pro, чем стандартное приложение камеры iPhone 4 мин.
Фоторедактор с искусственным интеллектом ZMO AI Photo Editor: творчество без границ 34 мин.
Не всё так просто: надёжный инсайдер прояснил слухи о проблемах с разработкой GTA VI 53 мин.
CD Projekt Red готова доверить разработку мобильных игр по Cyberpunk 2077 и The Witcher сторонним студиям 2 ч.
После резкого взлёта акции Reddit упали на 25 % 2 ч.
Беспощадное солнце пустыни: журналисты поделились новыми подробностями и кадрами Dune: Awakening 4 ч.
Activision Blizzard расследует кражи учётных данных у читеров 4 ч.
Пользователи Windows 11 смогут использовать ИИ-помощника Copilot без учётной записи Microsoft, но с ограничениями 4 ч.
Google сообщила, что iPhone получат поддержку современного протокола для СМС этой осенью 5 ч.
Microsoft защитила клиентские ИИ-приложения от галлюцинаций 5 ч.