Los investigadores han utilizado la idea centenaria de imágenes de agujeros para crear un sistema de imágenes de infrarrojo medio de alto rendimiento sin lentes. La nueva cámara puede capturar imágenes altamente limpias en mucha distancia y poca luz, lo hace útil en una situación desafiante para las cámaras de marea tradicionales.
Heping Zang, el líder del equipo de investigación de East China Normal University, dijo: “Muchas señales útiles están en infrarrojos en el medio, como el calor y las huellas dactilares moleculares, pero las cámaras que trabajan en estas longitudes de onda a menudo son necesarias para ser ruido, costosos o frescos”. Además, el campo de configuración basado en lentes tradicional tiene una profundidad limitada de los campos y necesita un diseño cuidadoso para reducir las deformidades ópticas
En ÓpticoJournal of the Optica Publishing Group Para investigaciones de alta influencia, los investigadores describen cómo usan la luz para formar un pequeño “agujero óptico” dentro de un cristal no lineal, que convierte la imagen infrarroja en visible. Usando esta configuración, han logrado imágenes claras de infrarrojo medio con una profundidad de 35 cm en la profundidad del campo y más de 6 campos de visualización de 6 cm. Pudieron usar el sistema para lograr una cifra 3D.
“Este método puede mejorar la seguridad nocturna, el control de calidad industrial y la observación ambiental”, dijo Kun Huang, miembro del equipo de investigación de la Universidad Normal de East China. “Y utiliza ópticas simples y sensores de silicona estándar, eventualmente puede hacer que los sistemas de imágenes infrarrojas sean más asequibles, transportados y eficientes en energía.
Para volver a imaginar la imagen de los agujeros
Las imágenes de Pinhole son uno de los métodos de pintura más antiguos que describen por primera vez el filósofo chino Moji en el siglo IV a. C. Una cámara Pinhol tradicional funciona a través de un pequeño orificio en un cuadro a prueba de luz, una imagen inversa de la vista externa se proyecta a la superficie opuesta. A diferencia de las imágenes basadas en lentes, Pinhole evita la distorsión, el campo tiene una profundidad infinita y funciona a lo largo de la amplia longitud de onda.
Los investigadores utilizaron un láser agudo para formar un agujero óptico o una apertura artificial dentro de un cristal que no es de línea para llevar estos beneficios a un sistema de imágenes infrarrojas modernas. Debido a sus propiedades ópticas especiales, el cristal convierte la imagen infrarroja en una luz visible, para que una cámara de silicona estándar pueda grabarla.
Los investigadores dicen que el uso de un cristal especialmente diseñado con una estructura de astillas astilladas, que puede tomar rayos de luz en una amplia dirección, fue la clave para lograr un campo grande. Además, el método de detección de conversión UPD suprime naturalmente el ruido, lo que le permite funcionar en muy pocas situaciones de luz.
Huang dice: “Las imágenes de Pinhol sin recarga sin lente son una forma práctica de lograr imágenes de infrarrojo medio en campos amplios y amplios a gran escala con alta sensibilidad”, dijo Huang. “Los pulsos láser sincronizados de Ultrastas Court también proporcionan una puerta de tiempo óptica ultrarrápida integrada que se puede usar con muy pocos fotones para imágenes sensibles de profundidad de tiempo de tiempo”.
Después de determinar los detalles nítidos y bien definidos de un diámetro óptico de agujeros estén de aproximadamente 0,20 mm, los investigadores utilizaron este tamaño de apertura al objetivo de la imagen de 11 cm, 15 cm y 19 cm de distancia. Han logrado imágenes agudas en la longitud de onda del infrarrojo medio de 3.07 ।m en toda la distancia, asegurando un gran rango de profundidad. Pudieron mantener las imágenes afiladas para objetos mantenidos a 35 cm de distancia, mostrando una gran profundidad del campo.
Imágenes 3D sin lentes
Los investigadores luego usaron su configuración para dos tipos de imágenes en 3D. Para las imágenes en tiempo 3D-tiempo, representaban un conejo cerámico mate usando pulsos ultrarrápidos sincronizados como una puerta óptica y pudieron reconstruir el tamaño 3D con precisión axial a nivel de micras. Incluso cuando la entrada se redujo a aproximadamente 1,5 fotones por condiciones de baja altura de pulso, el método todavía hizo imágenes 3D después de la denosización mutua basada en la relación.
También realizan dos imágenes de profundidad de instantáneas utilizando dos imágenes del objetivo “Iconu” apilado a la distancia de un objeto ligeramente diferente y los usan para calcular el tamaño y la profundidad verdaderos. Con este método, pudieron medir la profundidad de los objetos en el rango de aproximadamente 6 cm sin usar técnicas de tiempo vibratorias complejas.
Los investigadores han señalado que el sistema de imágenes de pinchas de agujeros de infrarrojo intermedio sigue siendo un concepto de prueba que requiere una configuración de láser relativamente compleja y pesada. Sin embargo, a medida que se desarrollan los nuevos materiales que no son de línea y fuentes de luz integradas, la tecnología debe ser más compacta e implementada.
Ahora están trabajando para adaptarse al sistema rápidamente, más sensible y con varias escenas de imágenes. Sus planes incluyen mejorar la eficiencia de conversión, agregar control dinámico para modificar el agujero de ras óptico para diferentes escenas y expandir la operación de la cámara en todo el rango de infrarrojo medio.
