211service.com
Rubidium Detector zet infraroodbeelden direct om in zichtbaar licht
De technologie die infraroodcamera's mogelijk maakt, zijn sensoren die stroom opwekken wanneer ze worden geraakt door infraroodfotonen. Een reeks van deze sensoren kan vervolgens worden gebruikt om een afbeelding opnieuw te creëren.
Maar er is een probleem. Infrarooddetectoren zijn notoir inefficiënt. Bij langere golflengten worden ze overspoeld door geluid en moeten ze dus gekoeld worden, vaak met vloeibare stikstof. Dat maakt ze complex, delicaat en duur om te gebruiken.
Sensoren voor zichtbaar licht zijn daarentegen efficiënt, robuust en goedkoop. Een voor de hand liggende oplossing is dus om een manier te vinden om infraroodfotonen om te zetten in zichtbare, zodat een afbeelding kan worden gemaakt met een conventionele reeks pixels.
Dat is makkelijker gezegd dan gedaan. Het proces van het upconverteren van infraroodfotonen is niet eenvoudig en is afhankelijk van krachtige lasers en exotische niet-lineaire kristallen. Hoe dit kan worden omgezet in een praktisch apparaat dat beter zou presteren dan de huidige infraroodcamera's, is niet duidelijk, of het al mogelijk is.
Vandaag hebben Dong-Sheng Ding en vrienden van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China in Hefei een andere techniek geperfectioneerd die dit zou kunnen veranderen.
Deze jongens gebruiken een proces dat bekend staat als vier golvend mengen, waarbij de interactie van drie verschillende golflengten in bepaalde media een vierde golflengte produceert. Dit wordt meestal gedaan in niet-lineaire kristallen met behulp van krachtige lasers.
De truc die deze jongens hebben gedaan, is om dit te bereiken in een kleine container rubidiumgas met twee gewone diodelasers. Het idee is dat de lasers bepaalde elektronische toestanden in de rubidiumatomen opwekken. Deze toestanden zijn zo gekozen dat de atomen zichtbaar licht uitstralen wanneer ze ontspannen.
Maar het systeem is zo opgezet dat de toevoeging van een beetje extra infrarood licht de emissie van zichtbaar rood licht activeert.
Het is gemakkelijk te zien dat wanneer dit infraroodlicht afkomstig is van een extern landschap, het resultaat een zichtbaar lichtkopie van de scène is die kan worden opgepikt door een conventionele pixelarray.
Ding en co hebben hun idee getest door afbeeldingen te maken van een reeks cijfers die zijn gemaakt door infrarood licht door een masker te laten gaan. In de bovenstaande afbeelding staan de omhoog geconverteerde afbeeldingen op de onderste rij.
De techniek heeft duidelijk enkele beperkingen, niet in de laatste plaats de daling van de resolutie die dit proces veroorzaakt. Dat komt grotendeels door de beweging van rubidium-atomen in het gas, dat moet worden verwarmd tot 140 ° C.
Toch heeft de techniek een duidelijk potentieel. Het is relatief eenvoudig om een cel van heet rubidiumgas te bouwen en de lasers die ze gebruiken zijn relatief eenvoudig te hanteren. Onze experimentele opzet is heel eenvoudig, zeggen ze.
Het is duidelijk dat dit de interesse van een aantal verschillende groepen zal wekken. We geloven dat onze onderzoeksresultaten zeer nuttig zouden zijn in onderzoeksgebieden in astrofysica, nachtzichttechnologie, chemische waarneming, kwantumcommunicatie, enzovoort, zeggen ze.
Hiervan zullen militaire belanghebbenden de diepste zakken hebben. De enige vraag is hoe snel het in meer detail kan worden bestudeerd.
Referentie: arxiv.org/abs/1203.6132 : Experimentele upconversie van afbeeldingen