211service.com
Rubidiový detektor převádí infračervené snímky přímo na viditelné světlo
Technologie, která umožňuje infračervené kamery, jsou senzory, které generují proud, když na něj dopadají infračervené fotony. Pole těchto senzorů pak může být použito k opětovnému vytvoření obrazu.
Ale je tu problém. Infračervené detektory jsou notoricky neefektivní. Na delších vlnových délkách jsou zahlceny hlukem, a proto musí být chlazeny, často kapalným dusíkem. Díky tomu jsou složité, choulostivé a jejich provozování je drahé.
Naproti tomu senzory viditelného světla jsou účinné, robustní a levné. Jedním zřejmým řešením je tedy najít způsob, jak převést infračervené fotony na viditelné, aby bylo možné vytvořit obraz pomocí konvenčního pole pixelů.
To se snadněji řekne, než udělá. Proces přeměny infračervených fotonů směrem nahoru není přímočarý a spoléhá na vysoce výkonné lasery a exotické nelineární krystaly. Jak by se z toho dalo udělat praktické zařízení, které by překonalo dnešní infračervené kamery, není jasné, pokud je to vůbec možné.
Dnes Dong-Sheng Ding a kamarádi z University of Science and Technology of China v Hefei zdokonalili jinou techniku, která by to mohla změnit.
Tito lidé používají proces známý jako míchání se čtyřmi vlnami, ve kterém interakce tří různých vlnových délek v určitých médiích vytváří čtvrtou vlnovou délku. To se obvykle provádí v nelineárních krystalech pomocí vysoce výkonných laserů.
Trik, který tito chlapi vymysleli, je dosáhnout toho v malé nádobě s rubidiovým plynem pomocí dvou běžných diodových laserů. Myšlenka je taková, že lasery excitují určité elektronické stavy v atomech rubidia. Tyto stavy jsou zvoleny tak, aby atomy při relaxaci vyzařovaly viditelné světlo.
Ale systém je nastaven tak, že přidání trochy infračerveného světla navíc spouští vyzařování viditelného červeného světla.
Je snadné vidět, že když toto infračervené světlo pochází z nějaké vnější scenérie, výsledkem je kopie scény ve viditelném světle, kterou lze zachytit konvenčním polem pixelů.
Ding a spol. otestovali svůj nápad vytvořením obrázků sady číslic vytvořených průchodem infračerveného světla maskou. Na obrázku výše jsou obrázky s obrácenou konverzí na spodním řádku.
Tato technika má zjevně určitá omezení, v neposlední řadě je to pokles rozlišení, který tento proces způsobuje. Je to z velké části kvůli pohybu atomů rubidia v plynu, který se musí zahřát na 140 stupňů C.
Nicméně tato technika má zjevný potenciál. Je relativně jednoduché postavit buňku horkého rubidiového plynu a lasery, které používají, jsou relativně snadno ovladatelné. Naše experimentální nastavení je velmi jednoduché, říkají.
Je zřejmé, že to vzbudí zájem řady různých skupin. Věříme, že výsledky našeho výzkumu by byly velmi užitečné v oblastech výzkumu v astrofyzice, technologii nočního vidění, chemickém snímání, kvantové komunikaci a tak dále, říkají.
Z nich budou mít nejhlubší kapsy vojenské subjekty. Jedinou otázkou je, jak rychle se to dá podrobněji studovat.
Ref: arxiv.org/abs/1203.6132 : Experimentální konverze obrázků nahoru