Nový kamerový systém využíva THz vlnové dĺžky na lepšie zobrazovanie
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 9. 11. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Tím inžinierov z MIT vyvinul nový typ kamery, ktorá dokáže detegovať žiarenie v terahertzových (THz) vlnových dĺžkach. Tento nový zobrazovací systém dokáže vidieť cez určité materiály s vysokými detailmi, čo by mohlo byť užitočné pre bezpečnostné skenery a iné senzory.
Terahertzové žiarenie je žiarenie s vlnovou dĺžkou medzi mikrovlnami a viditeľným svetlom a tieto frekvencie sú prísľubom pre novú triedu zobrazovacích systémov. Dokážu preniknúť mnohými materiálmi a zachytiť nové úrovne detailov. A čo je dôležité, žiarenie nie je ionizujúce. To znamená, že pri použití na ľuďoch je bezpečnejšie ako röntgenové žiarenie.
Problémom je, že detektory, ktoré zachytávajú THz vlnové dĺžky, môžu byť objemné, pomalé, drahé, náročné na prevádzku v praktických podmienkach alebo kombinácia týchto faktorov. V novej štúdii však vedci z MIT, Samsungu a Minnesotskej univerzity vyvinuli systém, ktorý dokáže rýchlo, presne a pri bežnej izbovej teplote a tlaku detegovať THz impulzy.
Kľúčom k novému systému sú takzvané kvantové bodky. Nedávna práca ukázala, že tieto drobné častice fluoreskujú vo viditeľnom svetle, keď na ne dopadajú terahertzové vlny, a toto viditeľné svetlo sa potom dá zachytiť bežným detektorom kamery. Výsledný obraz dokáže nielen detegovať THz impulzy s nízkou intenzitou, ale potenciálne aj odhaliť polarizáciu lúča.
Zariadenie sa skladá z viacerých vrstiev, ktoré sú na sebe nastohované. Prvou vrstvou je sústava nanorozmerných línií zlata oddelených úzkymi štrbinami, po ktorých nasleduje vrstva kvantových bodiek. Nad ňou sa nachádza bežný obrazový snímač CMOS, ktorý zachytáva viditeľné svetlo vyžarované kvantovými bodmi, keď na ne dopadajú prichádzajúce terahertzové vlny. V prípade verzie detektora, ktorá dokáže zachytiť polarizáciu lúča, sú horizontálne štrbiny nahradené vrstvou prstencovitých štrbín.
Pri testoch tím tvrdí, že nové zariadenie dokázalo zachytiť THz impulzy s intenzitou oveľa nižšou, ako dokážu existujúce systémy, a zároveň bolo oveľa menšie a lacnejšie na výrobu. V skutočnosti sa každá vrstva zariadenia dá vyrobiť pomocou súčasných techník na výrobu mikročipov. Čerešničkou na torte je, že žiadne súčasné systémy nedokážu zachytiť polarizáciu.
Predtým, ako bude táto technológia pripravená na komercializáciu, čaká tím však ešte veľa práce. Inžinieri hovoria najmä o tom, že zdroje THz žiarenia sú stále dosť ťažkopádne, ale ich zložitosť sa v budúcnosti pravdepodobne tiež zníži.
Nová štúdia bola nedávno uverejnená v magazíne Nature Nanotechnology.
