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新型红外成象仪能穿透烟雾和硅 可帮助自动驾驶汽车在恶劣天气中识别物体

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时间:1900/1/1 0:00:00

据外媒报道,加州大学圣地亚哥分校的研究团队设计了一种新的红外成像仪,可以穿透烟雾和硅片,有望帮助自动驾驶汽车在恶劣天气条件下识别物体。

discovery

(来源:https://www.azooptics.com/)

成像仪可以探测部分红外光谱,即可见光谱(波长在400到700纳米之间)之外的短波红外光(波长在1000到1400纳米之间)。但短波红外成像不同于热成像,热成像探测的是人体发出的相对较长的红外波长。这种新型红外成像仪的工作原理是将短波红外光照射在目标区域或物体上,然后将反射回设备的低能红外光转换成能量更高、波长更短的可见光。

虽然红外成像技术已经存在多年,但大多数系统都很复杂、笨重且昂贵,并且通常需要单独的监视器和摄像机。这些系统通常由无机半导体制成,价格昂贵,并且含有铅和砷等危险元素。研究小组设计的新型红外成像仪将显示器和传感器集成到轻薄的设备中,使其简单紧凑,从而解决了这些问题。而且新型红外成像仪采用有机半导体设计,安全、灵活、性价比高。此外,这项技术还提供了更好的图像分辨率。

这种新型成像仪可以更直观地显示1000至1400纳米之间的短波红外光谱,而现有的类似系统通常只能看到1200纳米以下的波长。到目前为止,这种新成像仪是最大的红外成像仪之一,显示面积为2平方厘米。而且成像仪采用薄膜技术制作,不仅更经济,而且易于扩展制造更大的显示器。

这种新的成像仪由许多半导体层组成,每一层都有数百纳米厚,并相互堆叠。其中,三层由不同的有机聚合物组成,即有机发光二极管(有机发光二极管)显示层、光电探测器层和它们之间的电子阻挡层,它们是成像系统的主要组成部分。光电探测器层通过吸收短波红外光或低能光子产生电流。电流通过有机发光二极管显示层,变成可见图像,也就是高能光子。电子阻挡层(中间层)可以防止有机发光二极管显示层损失电流。这种机制使设备能够产生更清晰的图像。

这种将低能光子转化为高能光子的过程称为上转换。这种上转换过程是电子化的,它的优点是可以在一个薄而紧凑的系统中直接实现从红外到可见光的转换。在典型的红外成像系统中,上转换不是电子的,这需要探测器阵列来收集数据,需要计算机来处理数据,并且需要单独的屏幕来显示数据,因此大多数现有系统都是笨重且昂贵的。

成像仪的另一个特点是它可以有效地提供电子和光学读数。例如,当研究小组用红外线照射一个人的手背时,新的成像仪将提供清晰的血管图像,并捕捉到此人的心率。研究人员还使用了一种新的红外成像仪来透视硅片和烟雾。在演示中,研究小组在充满烟雾的空间中放置了一个印有“出口”字样的面具。在另一个演示中,他们放置了一个光掩模,在硅片的背面印有“UCSD”字样。发现红外线可以穿透硅和烟雾,使成像仪可以观察到这两个字符,这将有助于自动驾驶汽车在恶劣的天气条件下识别物体。目前,研究小组正在探索提高成像仪效率的方法。据外媒报道,加州大学圣地亚哥分校的研究团队设计了一种新的红外成像仪,可以穿透烟雾和硅片,有望帮助自动驾驶汽车在恶劣天气条件下识别物体。

discovery

(来源:https://www.azooptics.com/)

成像仪可以探测部分红外光谱,即可见光谱(波长在400到700纳米之间)之外的短波红外光(波长在1000到1400纳米之间)。但是……-波红外成像不同于热成像,热成像探测的是人体发出的相对较长的红外波长。这种新型红外成像仪的工作原理是将短波红外光照射在目标区域或物体上,然后将反射回设备的低能红外光转换成能量更高、波长更短的可见光。

虽然红外成像技术已经存在多年,但大多数系统都很复杂、笨重且昂贵,并且通常需要单独的监视器和摄像机。这些系统通常由无机半导体制成,价格昂贵,并且含有铅和砷等危险元素。研究小组设计的新型红外成像仪将显示器和传感器集成到轻薄的设备中,使其简单紧凑,从而解决了这些问题。而且新型红外成像仪采用有机半导体设计,安全、灵活、性价比高。此外,这项技术还提供了更好的图像分辨率。

这种新型成像仪可以更直观地显示1000至1400纳米之间的短波红外光谱,而现有的类似系统通常只能看到1200纳米以下的波长。到目前为止,这种新成像仪是最大的红外成像仪之一,显示面积为2平方厘米。而且成像仪采用薄膜技术制作,不仅更经济,而且易于扩展制造更大的显示器。

这种新的成像仪由许多半导体层组成,每一层都有数百纳米厚,并相互堆叠。其中,三层由不同的有机聚合物组成,即有机发光二极管(有机发光二极管)显示层、光电探测器层和它们之间的电子阻挡层,它们是成像系统的主要组成部分。光电探测器层通过吸收短波红外光或低能光子产生电流。电流通过有机发光二极管显示层,变成可见图像,也就是高能光子。电子阻挡层(中间层)可以防止有机发光二极管显示层损失电流。这种机制使设备能够产生更清晰的图像。

这种将低能光子转化为高能光子的过程称为上转换。这种上转换过程是电子化的,它的优点是可以在一个薄而紧凑的系统中直接实现从红外到可见光的转换。在典型的红外成像系统中,上转换不是电子的,这需要探测器阵列来收集数据,需要计算机来处理数据,并且需要单独的屏幕来显示数据,因此大多数现有系统都是笨重且昂贵的。

成像仪的另一个特点是它可以有效地提供电子和光学读数。例如,当研究小组用红外线照射一个人的手背时,新的成像仪将提供清晰的血管图像,并捕捉到此人的心率。研究人员还使用了一种新的红外成像仪来透视硅片和烟雾。在演示中,研究小组在充满烟雾的空间中放置了一个印有“出口”字样的面具。在另一个演示中,他们放置了一个光掩模,在硅片的背面印有“UCSD”字样。发现红外线可以穿透硅和烟雾,使成像仪可以观察到这两个字符,这将有助于自动驾驶汽车在恶劣的天气条件下识别物体。目前,研究小组正在探索提高成像仪效率的方法。

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