(Tin tức Nanowerk) Các nhà nghiên cứu đã phát triển một công nghệ mới sử dụng các thiết bị siêu quang để thực hiện chụp ảnh nhiệt. Cách tiếp cận này cung cấp thông tin phong phú hơn về các vật thể được chụp ảnh, có thể mở rộng việc sử dụng hình ảnh nhiệt trong các lĩnh vực như điều hướng tự động, an ninh, đo nhiệt độ, hình ảnh y tế và viễn thám.
Zubin Jacob, trưởng nhóm nghiên cứu từ Đại học Purdue cho biết: “Phương pháp của chúng tôi vượt qua những thách thức của máy chụp ảnh nhiệt quang phổ truyền thống, thường cồng kềnh và mỏng manh do phụ thuộc vào bánh xe lọc lớn hoặc giao thoa kế”. “Chúng tôi đã kết hợp các thiết bị siêu quang và các thuật toán hình ảnh tính toán tiên tiến để tạo ra một hệ thống vừa nhỏ gọn vừa mạnh mẽ đồng thời có trường nhìn rộng.”
TRONG quang học (“Chồng siêu bề mặt quay để chụp ảnh nhiệt phân cực quang phổ”), các tác giả mô tả hệ thống phân hủy quang phổ-phân cực mới của họ, sử dụng một chồng sợi quay siêu bề mặt để phân tách ánh sáng nhiệt thành các thành phần quang phổ và phân cực của nó. Điều này cho phép hệ thống hình ảnh ghi lại các chi tiết quang phổ và phân cực của bức xạ nhiệt bên cạnh thông tin cường độ thu được bằng hình ảnh nhiệt truyền thống.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một loạt thiết bị metasurface quay tròn để ghi lại các chi tiết quang phổ và phân cực của bức xạ nhiệt cũng như thông tin cường độ thu được bằng hình ảnh nhiệt truyền thống. (Ảnh: Xueji Wang, Đại học Purdue)
Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng hệ thống mới có thể được sử dụng với máy ảnh nhiệt thương mại để phân loại thành công các vật liệu khác nhau, một nhiệm vụ thường là thách thức đối với máy ảnh nhiệt thông thường. Khả năng phân biệt các biến đổi nhiệt độ và xác định vật liệu dựa trên dấu hiệu phân cực quang phổ của phương pháp này có thể giúp tăng cường tính an toàn và hiệu quả cho nhiều ứng dụng, bao gồm cả điều hướng tự động.
Tác giả đầu tiên của bài báo Xueji Wang, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Purdue cho biết: “Các phương pháp điều hướng tự động truyền thống phụ thuộc nhiều vào camera RGB, vốn gặp khó khăn trong những điều kiện khó khăn như ánh sáng yếu hoặc thời tiết xấu”. “Khi được tích hợp với công nghệ phát hiện và đo phạm vi hỗ trợ nhiệt, camera nhiệt phân cực quang phổ của chúng tôi có thể cung cấp thông tin quan trọng trong những tình huống khó khăn này, mang lại hình ảnh rõ ràng hơn RGB hoặc camera nhiệt thông thường. Khi chúng tôi đạt được khả năng quay video theo thời gian thực, công nghệ này có thể nâng cao đáng kể khả năng nhận biết khung cảnh và độ an toàn tổng thể.”
Làm được nhiều việc hơn với máy chụp ảnh nhỏ hơn
Hình ảnh phân cực quang phổ trong hồng ngoại sóng dài rất quan trọng cho các ứng dụng như nhìn đêm, thị giác máy, cảm biến khí vết và đo nhiệt độ. Tuy nhiên, các máy chụp ảnh hồng ngoại sóng dài phân cực quang phổ ngày nay rất cồng kềnh và bị hạn chế về độ phân giải quang phổ cũng như trường nhìn. Để khắc phục những hạn chế này, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang sử dụng các siêu bề mặt diện tích lớn – các bề mặt có cấu trúc siêu mỏng có thể điều khiển ánh sáng theo những cách phức tạp. Sau khi chế tạo các siêu bề mặt phân tán quay với phản ứng hồng ngoại phù hợp, họ đã phát triển một quy trình chế tạo cho phép sử dụng các siêu bề mặt này để tạo ra các thiết bị quay diện tích lớn (đường kính 2.5 cm) phù hợp cho các ứng dụng hình ảnh. Ngăn kéo sợi thu được có kích thước nhỏ hơn 10 x 10 x 10 cm và có thể được sử dụng với camera hồng ngoại truyền thống. Wang cho biết: “Việc tích hợp các thiết bị siêu quang diện rộng này với các thuật toán hình ảnh tính toán đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái tạo hiệu quả phổ bức xạ nhiệt”. “Điều này cho phép tạo ra một hệ thống chụp ảnh nhiệt phân cực quang phổ nhỏ gọn, mạnh mẽ và hiệu quả hơn những gì có thể đạt được trước đây.”Phân loại vật liệu bằng ảnh nhiệt
Để đánh giá hệ thống mới của họ, các nhà nghiên cứu đã đánh vần “Purdue” bằng cách sử dụng nhiều vật liệu và cấu trúc vi mô khác nhau, mỗi loại có đặc tính phân cực quang phổ riêng biệt. Sử dụng thông tin phân cực quang phổ thu được từ hệ thống, họ phân biệt chính xác các vật liệu và vật thể khác nhau. Họ cũng chứng minh độ chính xác trong phân loại vật liệu tăng gấp ba lần so với các phương pháp chụp ảnh nhiệt truyền thống, làm nổi bật tính hiệu quả và tính linh hoạt của hệ thống. Các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp mới này có thể đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng yêu cầu chụp ảnh nhiệt chi tiết. Wang cho biết: “Ví dụ, trong lĩnh vực an ninh, nó có thể cách mạng hóa hệ thống sân bay bằng cách phát hiện các vật phẩm hoặc chất được giấu kín trên người. “Hơn nữa, thiết kế nhỏ gọn và mạnh mẽ của nó giúp nâng cao khả năng phù hợp với các điều kiện môi trường đa dạng, khiến nó đặc biệt có lợi cho các ứng dụng như điều hướng tự động.” Ngoài việc nỗ lực đạt được khả năng quay video bằng hệ thống, các nhà nghiên cứu đang cố gắng nâng cao độ phân giải quang phổ, hiệu suất truyền tải cũng như tốc độ chụp và xử lý hình ảnh của kỹ thuật này. Họ cũng có kế hoạch cải tiến thiết kế metasurface để cho phép thao tác ánh sáng phức tạp hơn nhằm đạt được độ phân giải quang phổ cao hơn. Ngoài ra, họ muốn mở rộng phương pháp này sang chụp ảnh ở nhiệt độ phòng vì việc sử dụng các ngăn xếp metasurface đã hạn chế phương pháp này đối với các vật thể có nhiệt độ cao. Họ có kế hoạch thực hiện điều này bằng cách sử dụng các vật liệu cải tiến, thiết kế và kỹ thuật siêu bề mặt như lớp phủ chống phản chiếu.- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64391.php
