(أخبار Nanowerk) طور الباحثون تقنية جديدة تستخدم الأجهزة الضوئية لإجراء التصوير الحراري. يوفر هذا النهج معلومات أكثر ثراءً حول الأجسام المصورة، مما قد يؤدي إلى توسيع نطاق استخدام التصوير الحراري في مجالات مثل الملاحة المستقلة، والأمن، والتصوير الحراري، والتصوير الطبي، والاستشعار عن بعد.
وقال قائد فريق البحث زوبين جاكوب من جامعة بوردو: "تتغلب طريقتنا على تحديات أجهزة التصوير الحراري الطيفي التقليدية، والتي غالبًا ما تكون ضخمة وحساسة بسبب اعتمادها على عجلات ترشيح كبيرة أو مقاييس التداخل". "لقد قمنا بدمج الأجهزة البصرية الفوقية وخوارزميات التصوير الحسابية المتطورة لإنشاء نظام مدمج وقوي مع توفير مجال رؤية كبير أيضًا."
في بصريات ("كومة الأسطح المعدنية الدوارة للتصوير الحراري الطيفي الاستقطابي")، يصف المؤلفون نظام التحلل الطيفي الاستقطابي الجديد الخاص بهم، والذي يستخدم كومة من الغزل الأسطح لتحليل الضوء الحراري إلى مكوناته الطيفية والاستقطابية. يتيح ذلك لنظام التصوير التقاط التفاصيل الطيفية والاستقطابية للإشعاع الحراري بالإضافة إلى معلومات الكثافة التي يتم الحصول عليها من خلال التصوير الحراري التقليدي.
استخدم الباحثون مجموعة من الأجهزة ذات الأسطح المعدنية الدوارة لالتقاط التفاصيل الطيفية والاستقطابية للإشعاع الحراري بالإضافة إلى معلومات الكثافة التي يتم الحصول عليها من خلال التصوير الحراري التقليدي. (الصورة: شويجي وانغ، جامعة بوردو)
وأظهر الباحثون أنه يمكن استخدام النظام الجديد مع الكاميرا الحرارية التجارية لتصنيف المواد المختلفة بنجاح، وهي مهمة تمثل تحديًا عادةً للكاميرات الحرارية التقليدية. إن قدرة هذه الطريقة على التمييز بين التغيرات في درجات الحرارة وتحديد المواد بناءً على التوقيعات الطيفية الاستقطابية يمكن أن تساعد في تعزيز السلامة والكفاءة لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك الملاحة المستقلة.
وقال المؤلف الأول للورقة البحثية، شيوجي وانغ، Xueji Wang، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة بوردو: "تعتمد أساليب الملاحة المستقلة التقليدية بشكل كبير على كاميرات RGB، التي تكافح في الظروف الصعبة مثل الإضاءة المنخفضة أو سوء الأحوال الجوية". "عند دمجها مع تقنية الكشف والمدى بمساعدة الحرارة، يمكن للكاميرا الحرارية الطيفية القطبية الخاصة بنا توفير معلومات حيوية في هذه السيناريوهات الصعبة، مما يوفر صورًا أكثر وضوحًا من كاميرات RGB أو الكاميرات الحرارية التقليدية. وبمجرد أن نحقق التقاط الفيديو في الوقت الفعلي، يمكن لهذه التكنولوجيا أن تعزز بشكل كبير إدراك المشهد والسلامة العامة.
إنجاز المزيد باستخدام جهاز تصوير أصغر حجمًا
يعد التصوير الطيفي الاستقطابي في الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة أمرًا بالغ الأهمية لتطبيقات مثل الرؤية الليلية، والرؤية الآلية، واستشعار الغاز التتبع، والتصوير الحراري. ومع ذلك، فإن أجهزة تصوير الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات الطويلة الطيفية والاستقطابية اليوم ضخمة الحجم ومحدودة في الدقة الطيفية ومجال الرؤية. للتغلب على هذه القيود، لجأ الباحثون إلى أسطح خارقة واسعة النطاق، وهي أسطح هيكلية رفيعة جدًا يمكنها التعامل مع الضوء بطرق معقدة. بعد هندسة السطوح الفوقية المشتتة مع استجابات مخصصة للأشعة تحت الحمراء، قاموا بتطوير عملية تصنيع تسمح باستخدام هذه السطوح الفوقية لإنشاء أجهزة غزل ذات مساحة كبيرة (قطر 2.5 سم) مناسبة لتطبيقات التصوير. يبلغ حجم كومة الغزل الناتجة أقل من 10 × 10 × 10 سم ويمكن استخدامها مع كاميرا الأشعة تحت الحمراء التقليدية. وقال وانغ: "إن دمج هذه الأجهزة الضوئية ذات المساحة الكبيرة مع خوارزميات التصوير الحسابي سهّل إعادة بناء طيف الإشعاع الحراري بكفاءة". "وقد أتاح هذا نظام تصوير حراري طيفي قطبي أكثر إحكاما وقوة وفعالية مما كان يمكن تحقيقه في السابق."تصنيف المواد بالتصوير الحراري
ولتقييم نظامهم الجديد، قام الباحثون بتوضيح اسم "بوردو" باستخدام مواد وبنى مجهرية مختلفة، لكل منها خصائص طيفية قطبية فريدة. وباستخدام المعلومات الطيفية الاستقطابية التي تم الحصول عليها من النظام، تمكنوا من التمييز بدقة بين المواد والأشياء المختلفة. كما أظهروا زيادة بمقدار ثلاثة أضعاف في دقة تصنيف المواد مقارنة بطرق التصوير الحراري التقليدية، مما سلط الضوء على فعالية النظام وتعدد استخداماته. ويقول الباحثون إن الطريقة الجديدة يمكن أن تكون مفيدة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب تصويرًا حراريًا مفصلاً. وقال وانغ: "في مجال الأمن، على سبيل المثال، يمكن أن يحدث ثورة في أنظمة المطارات من خلال الكشف عن العناصر أو المواد المخفية على الأشخاص". "علاوة على ذلك، فإن تصميمها المدمج والقوي يعزز ملاءمتها للظروف البيئية المتنوعة، مما يجعلها مفيدة بشكل خاص لتطبيقات مثل الملاحة الذاتية." بالإضافة إلى العمل على التقاط الفيديو باستخدام النظام، يحاول الباحثون تعزيز الدقة الطيفية لهذه التقنية، وكفاءة الإرسال، وسرعة التقاط الصور ومعالجتها. ويخططون أيضًا لتحسين تصميم السطح العلوي لتمكين معالجة الضوء بشكل أكثر تعقيدًا للحصول على دقة طيفية أعلى. بالإضافة إلى ذلك، يريدون توسيع الطريقة لتشمل التصوير في درجة حرارة الغرفة نظرًا لأن استخدام مكدسات الأسطح الفائقة يقتصر على الأجسام ذات درجة الحرارة العالية. إنهم يخططون للقيام بذلك باستخدام مواد محسنة وتصميمات وتقنيات الأسطح المعدنية مثل الطلاءات المضادة للانعكاس.- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64391.php
