Metalinsseillä tehostetut infrapuna-anturit

Tutkijat ovat kehittäneet erittäin herkän menetelmän ympäristön riskialueiden, kuten pensaspalojen tai sotilaallisten uhkien, havaitsemiseksi hyödyntämällä metaoptisten järjestelmien tarkennustehoa.

Lähestymistavan avain on innovatiivinen metalinssiteknologia, joka pystyy keräämään ja käsittelemään infrapunasäteilyä tulesta ja muista lämmönlähteistä paljon tehokkaammin.

”Se on eleganttia tekniikkaa, jolla on todellisia tuloksia: yksi kerros, joka käyttäytyy kuin miljoonat pienet linssit, jotka valmistetaan kiekkomittakaavassa”, sanoo tohtori Haggren, tutkija Australian kansallisessa yliopistossa ja ARC:n transformatiivisten metaoptisten järjestelmien huippuyksikössä (TMOS).

Tiimi ehdottaa, että heidän teknologiaansa voitaisiin käyttää pensaspalojen jatkuvaan valvontaan asentamalla anturit tietoliikenneverkkojen mastoihin.

Samat edistysaskeleet mahdollistavat kompaktien ja vähän virtaa kuluttavien anturien käytön, jotka tarjoavat 360 asteen tilannekuvan puolustusalustoilla.

Anturit toimivat 3–5 µm:n aallonpituuksilla, jotka tunnetaan keskiaallonpituisena infrapunana (MWIR), ja tarjoavat hyvän näkyvyyden sekä yöllä että päivällä ja hyvän lämpökontrastin lämmönlähteiden tunnistamiseen.

"Järjestelmä yhdistää kolme keskeistä edistysaskelta – keskiaallon infrapunatunnistuksen ympärivuorokautiseen, pitkän kantaman havaitsemiseen; toiminnan ilman kryogeenistä jäähdytystä alhaisen virrankulutuksen ja korkean luotettavuuden takaamiseksi; sekä reaaliaikaisen datan nopeamman reagoinnin takaamiseksi", sanoo apulaisprofessori Gilberto Umana-Membreno UWA:sta ja TMOS:sta.

Tiimi käytti sähkömagneettista mallinnusta suunnitellakseen tasaisen metapinnan, joka keskittää keski-infrapunavalon jokaiseen ilmaisinpikseliin, mikä parantaa herkkyyttä ja vähentää kohinaa.

Uusi suunnitelma lupaa laajaa vaikutusta – lämmön havaitsemisen lisäksi infrapunasensoreita käytetään kaukokartoitukseen, pimeänäköön, ympäristön seurantaan, kansalliseen turvallisuuteen, puolustukseen, meteorologiaan, tähtitieteeseen, spektroskopiaan ja lääketieteelliseen kuvantamiseen.

Yksinkertaisen fokusoinnin lisäksi metallilinssit voidaan suunnitella suorittamaan edistynyttä optista prosessointia erottamalla ja manipuloimalla valon eri komponentteja polarisaation, vaiheen tai aallonpituuden perusteella.

Aiheesta aiemmin:

Infrapunasensoreista aiempaa herkempiä

Infrapunan kuvaustekniikkaa arkikäyttöön