Безлинзовая ИК-система

02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения.

В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами.

Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивает, что именно в среднем инфракрасном диапазоне сосредоточено множество полезных сигналов. Но существующие камеры дороги, нестабильны и шумны, что ограничивает их применение. Новая технология снимает эти препятствия, предлагая простую конструкцию и использование стандартных датчиков, доступных в массовом производстве.

Система уже продемонстрировала впечатляющие характеристики: глубину резкости более 35 сантиметров и поле зрения свыше 6 сантиметров при длине волны около 3,07 микрометра. Радиус оптической апертуры в 0,20 миллиметра позволил исследователям получать четкие изображения объектов, расположенных на расстоянии 11, 15 и даже 19 сантиметров. Важно, что высокое качество сохраняется даже в условиях крайне слабого освещения.

По словам Куна Хуана из Восточнокитайского педагогического университета, ключевым элементом системы стали синхронизированные лазерные импульсы, которые обеспечивают передачу изображения даже при минимальном количестве фотонов. Благодаря этому удается фиксировать мельчайшие детали без искажений, сохраняя широкое поле зрения и значительную глубину.

Еще одним достижением стало внедрение 3D-визуализации. Используя метод времени пролета, исследователи смогли воссоздать объемную модель керамического кролика с микронной точностью. В другом варианте, основанном на двухкадровом глубинном изображении, удалось определить пространственное положение объектов, находящихся друг над другом на расстоянии до 6 сантиметров, при этом обходясь без сложной синхронизации.

Практические перспективы этой технологии впечатляют. Она может применяться в ночном наблюдении, промышленном контроле, экологическом мониторинге. Простота конструкции и использование обычных сенсоров делают систему портативной и энергоэффективной, а значит, более доступной по сравнению с существующими инфракрасными установками.

Пока что оборудование остается громоздким и требует крупной лазерной установки, но ученые уже работают над созданием компактных источников света и новых нелинейных материалов. В будущем они намерены расширить возможности системы на более длинные инфракрасные волны и добавить динамическое управление формой оптического отверстия. Таким образом, перед исследователями открываются новые горизонты, которые могут изменить само представление о том, как человек видит мир в невидимом спектре.

<< Назад: Лазерное обогащение урана 02.10.2025

>> Вперед: Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Двусторонние солнечные батареи 22.01.2021 Международная команда из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии (KAUST) и Университета инженерии Торонто (Канада) разработала солнечную батарею, которая соединяет в себе лучшие характеристики перовскитных и кремниевых технологий. Сегодня существуют тандемные солнечные элементы, сочетающие в себе перовскит и кремний. По сравнению с обычными кремниевыми батареями такие элементы более эффективно преобразовывают свет солнца в электричество за счет поглощения дополнительного спектра. Специалисты предлагают двустороннюю тандемную конфигурацию, которая не только поглощает максимально широкий спектр прямого солнечного света, но и улавливает рассеянный отраженный свет (альбедо). Такая конструкция позволяет батарее вырабатывать рекордное количество энергии. Новые батареи являются двусторонними. Их фронтальная часть улавливает прямые солнечные лучи, а тыльная - тот свет, что отразился от земли или других поверхностей. Важно, что такие батареи можно производить на существующем оборудовании без усложнения технологии. Потенциал захвата непрямого солнечного света изучался ранее, но до сих пор его не получалось проверить экспериментально проверки. Теперь исследователи наконец смогли решить научные и инженерные проблемы, необходимые для поглощения непрямого света. Тесты показали, что двусторонняя тандемная солнечная батарея вырабатывает почти на 25% больше энергии, чем любая коммерчески доступная солнечная панель.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025