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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Первый в мире спутник квантовых коммуникаций 28.05.2016 Китай уже в июле нынешнего года планирует запустить экспериментальный спутник, который позволит организовать канал защищенной квантовой связи. Системы квантовой связи невозможно прослушать. Подобные защищенные линии связи уже существуют, однако обычно они работают исключительно в лабораторных условиях, поскольку используют специальное оптоволокно и другие компоненты, недоступные на коммерческом рынке. Если запуск китайского аппарата окажется успешным, то это станет первым в мире экспериментом по формированию квантового канала между спутником на орбите и наземным оборудованием. Спутник планируется использовать при проведении исследований в области квантовых технологий. Отмечается также, что во второй половине текущего года будет запущена в эксплуатацию защищенная квантовая линия связи, которая соединит Пекин и Шанхай. Протяженность этого канала безопасной передачи информации составит приблизительно 2000 км. Использовать систему поначалу смогут государственные структуры, а также различные финансовые учреждения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026