211service.com
Rubidium Detektor konverterar infraröda bilder direkt till synligt ljus
Tekniken som gör infraröda kameror möjliga är sensorer som genererar en ström när de träffas av infraröda fotoner. En uppsättning av dessa sensorer kan sedan användas för att återskapa en bild.
Men det finns ett problem. Infraröda detektorer är notoriskt ineffektiva. Vid längre våglängder översvämmas de av buller och måste därför kylas, ofta med flytande kväve. Det gör dem komplexa, känsliga och dyra i drift.
Däremot är sensorer för synligt ljus effektiva, robusta och billiga. Så en uppenbar lösning är att hitta ett sätt att omvandla infraröda fotoner till synliga så att en bild kan göras med hjälp av en konventionell uppsättning pixlar.
Det är lättare sagt än gjort. Processen att uppkonvertera infraröda fotoner är inte okomplicerad och bygger på högeffektslasrar och exotiska icke-linjära kristaller. Hur detta skulle kunna omvandlas till en praktisk enhet som skulle överträffa dagens infraröda kameror är inte klart, om det är möjligt alls.
Idag har Dong-Sheng Ding och kompisar vid University of Science and Technology i Kina i Hefei fulländat en annan teknik som kan ändra detta.
Dessa killar använder en process som kallas fyra våglängdsblandning, där interaktionen av tre olika våglängder i vissa medier producerar en fjärde våglängd. Detta görs vanligtvis i icke-linjära kristaller med högeffektlasrar.
Tricket de här killarna har gjort är att uppnå detta i en liten behållare med rubidiumgas med hjälp av två vanliga diodlasrar. Tanken är att lasrarna exciterar vissa elektroniska tillstånd i rubidiumatomerna. Dessa tillstånd är valda så att atomerna avger synligt ljus när de slappnar av.
Men systemet är inrättat så att tillsatsen av lite extra infrarött ljus utlöser utsläpp av synligt rött ljus.
Det är lätt att se att när detta infraröda ljus kommer från något externt landskap, blir resultatet en synlig ljuskopia av scenen som kan plockas upp av en konventionell pixeluppsättning.
Ding och co har testat sin idé genom att göra bilder av en uppsättning siffror skapade genom att passera infrarött ljus genom en mask. I bilden ovan finns de uppkonverterade bilderna på den nedre raden.
Tekniken har uppenbarligen vissa begränsningar, inte minst är den nedgång i upplösning som denna process orsakar. Det beror till stor del på rubidiumatomernas rörelse i gasen, som måste värmas upp till 140 grader C.
Ändå har tekniken uppenbar potential. Det är relativt enkelt att konstruera en cell av het rubidiumgas och lasrarna de använder är relativt lätta att hantera. Vårt experimentella upplägg är väldigt enkelt, säger de.
Det är klart att detta kommer att väcka intresset hos ett antal olika grupper. Vi tror att våra forskningsresultat skulle vara mycket användbara inom forskningsområden inom astrofysik, mörkerseendeteknologi, kemisk avkänning, kvantkommunikation och så vidare, säger de.
Av dessa kommer militära intressenter att ha de djupaste fickorna. Frågan är bara hur snabbt det kan studeras mer i detalj.
Ref: arxiv.org/abs/1203.6132 : Experimentell uppkonvertering av bilder