Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Nanofotonik rəngli yönləndirici, oblik insidensə davamlıdır. Mənbə: Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST)

Smartfon kameraları kiçilir, lakin fotoşəkillər daha kəskin olur. Koreyalı tədqiqatçılar işığın daxil olduğu bucaqdan asılı olmayaraq rəngləri dəqiq şəkildə təmsil edə bilən yeni bir görüntü sensoru texnologiyası hazırlayaraq yeni nəsil smartfon kameralarının məhdudiyyətlərini artırdılar. Komanda buna çılpaq gözlə görünməyəcək qədər kiçik strukturlar vasitəsilə işığın hərəkətini dizayn edən “metamaterial”dan istifadə etməklə nail oldu.

Yeni metamaterial əsaslı rəng yönləndiricisi

Elektrik Mühəndisliyi Məktəbinin professoru Min Sok Canqın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, professor Haejun Çunqun Hanyanqdakı komandası ilə əməkdaşlıq edərək, işığın düşmə bucağı dəyişdikdə belə rəngləri sabit şəkildə ayıra bilən görüntü sensorları üçün metamaterial əsaslı bir texnologiya hazırlayıb.

Tapıntılar Advanced Optical Materials jurnalında dərc edilib .

Ənənəvi smartfon kameraları işığı kiçik bir linzaya cəmləşdirərək şəkillər çəkir. Lakin kamera pikselləri son dərəcə kiçildikcə, təkcə linzalar kifayət qədər işıq toplamaqda çətinlik çəkir.

Bu problemi həll etmək üçün Nanofotonik Rəng Router təqdim edildi. Bu texnologiya işığı linza vasitəsilə cəmləşdirmək əvəzinə, daxil olan işığı rəngə görə dəqiq şəkildə ayırmaq üçün gözə görünməyən mikroskopik strukturlardan istifadə edir. İşığın keçdiyi yolları dizayn etməklə, bu metamaterial əsaslı struktur işığı dəqiq şəkildə qırmızı (R), yaşıl (G) və mavi (B) rənglərə bölür.

Samsung Electronics şirkəti artıq bu texnologiyanı Nano Prism adı altında faktiki görüntü sensorlarına tətbiq etməklə onun kommersiya potensialını nümayiş etdirib. Nəzəri olaraq, son dərəcə incə nanostrukturların bir neçə təbəqəsinin üst-üstə yığılması daha çox işıq toplamağa və daha dəqiq rəng ayrılmasına imkan verir.

Oblik insidensiya probleminin həlli

Lakin mövcud nanofotonik rəngli marşrutlaşdırıcıların məhdudiyyətləri var idi. İşıq şaquli şəkildə daxil olduqda yaxşı işləsələr də, smartfon kameralarında olduğu kimi, işıq bucaq altında daxil olduqda performansları əhəmiyyətli dərəcədə pisləşir və ya rənglər qarışır. “Əyri düşmə problemi” kimi tanınan bu problem real məhsul tətbiqləri üçün həll edilməli olan kritik bir problem hesab olunur.

Tədqiqat qrupu əvvəlcə bu problemin kök səbəbini araşdırdı. Onlar aşkar etdilər ki, əvvəlki dizaynlar şaquli düşən işığa həddindən artıq optimallaşdırılmışdı və bu da düşmə bucağında kiçik dəyişikliklər olsa belə, performansın kəskin şəkildə aşağı düşməsinə səbəb olurdu. Smartfon kameraları müxtəlif bucaqlardan işığı qəbul etdiyindən, bucaq dəyişikliyi altında performansı qorumaq vacibdir.

Komanda strukturu əl ilə dizayn etmək əvəzinə, kompüterin optimal strukturu müstəqil şəkildə müəyyən etməsinə imkan verən ” tərs dizayn ” yanaşmasını tətbiq etdi. Bu metod vasitəsilə onlar daxil olan işığın bucağı dəyişdikdə belə sabit rəng ayırma qabiliyyətinə malik rəng yönləndiricisi dizaynı əldə etdilər.

Nəticədə, əvvəlki strukturlar işığın təxminən 12 dərəcə əyilməsi zamanı demək olar ki, sıradan çıxdığı halda, yeni dizayn edilmiş struktur ±12 dərəcə diapazonunda təxminən 78% optik səmərəliliyi qoruyub saxlayaraq sabit rəng ayırma performansı nümayiş etdirib. Başqa sözlə, texnologiya praktik smartfon istifadəsi mühitləri üçün uyğun bir səviyyəyə çatır.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və gündəlik və ya həftəlik olaraq vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında yeniliklər əldə edin .

Dizaynın möhkəmliyi və daha geniş təsir

Komanda metamaterial təbəqələrinin sayı, dizayn şərtləri və potensial istehsal səhvləri kimi amilləri nəzərə alaraq performans dəyişikliklərini daha da təhlil etdi. Onlar həmçinin sistematik olaraq düşmə bucağındakı dəyişikliklərə qarşı möhkəmliyin hədlərini müəyyən etdilər. Bu tədqiqat, real görüntü sensoru mühitlərini əks etdirən rəngli yönləndiricilər üçün dizayn meyarlarını təqdim etməsi baxımından xüsusilə əhəmiyyətlidir.

KAIST-dən professor Min Seok Canq bildirib ki, “Bu tədqiqat rəng yönləndirici texnologiyasının kommersiyalaşdırılmasına mane olan oblik insidensiya problemini sistematik şəkildə təhlil etməsi və aydın bir həll yolu təklif etməsi baxımından əhəmiyyətlidir.”

“Təklif olunan dizayn metodologiyası rəngli yönləndiricilərdən kənara çıxaraq geniş metamaterial əsaslı nanofotonik cihazlara qədər genişləndirilə bilər.”

Bu tədqiqatda KAIST bakalavr tələbəsi Jaehyun Jeon və doktorant Çanhyung Park birgə müəlliflər kimi iştirak etmişdirlər.

Nəşr detalları

Jaehyun Jeon və digərləri, Nanofotonik Rəngli Routerin Davamlı və Oblik İnsidensli Tərs Dizaynı, Qabaqcıl Optik Materiallar (2025). DOI: 10.1002/adom.202501697

Jurnal məlumatı: Qabaqcıl Optik Materiallar 

Əsas anlayışlar

NanostrukturlarOptik materiallar və elementlər

Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən təmin edilir