İnfraqırmızı təsvir texnologiyası bioloji nümunələri araşdırmaqdan mürəkkəb materialları təftiş etməyə və fiziki sistemlərdə gizli nümunələri aşkar etməyə qədər dünya haqqında anlayışımızı inkişaf etdirmək üçün çox vacibdir.

İnfraqırmızı işıq duman və tüstüyə nüfuz edə bilər, bu da onu axtarış-xilasetmə, yanğınsöndürmə və həssas əməliyyatlar üçün əvəzolunmaz edir. Bundan əlavə, infraqırmızı görüntüləmə obyektlərin yaydığı istiliyin vizuallaşdırılmasına imkan yarada bilər ki, bu da onu gecə görmə və təhlükəsizlik tətbiqləri üçün güclü alətə çevirir .

İnfraqırmızı kameralar inkişaf etmiş görmə, qida və bitki keyfiyyətinə nəzarət, təhlükəsizlik və s. üçün dəyərli alətlər olsa da , bugünkü kameralar çox vaxt əhəmiyyətli çatışmazlıqlarla üzləşirlər. Məsələn, onlar həcmli və enerjiyə acdırlar, funksionallıqlarını məhdudlaşdıran soyutma sistemlərini tələb edirlər.

Daha da əhəmiyyətlisi odur ki, kameralarda istifadə edilən hazırkı yarımkeçirici əsaslı texnologiya yalnız yarımkeçirici detektorun udma zolağına əsaslanan infraqırmızı spektrin dar zolağı çəkir. Bu o deməkdir ki, hər bir tətbiqin ayrıca kameraya ehtiyacı olacaq.

“Bugünkü iri həcmli, enerjiyə ehtiyacı olan və bahalı infraqırmızı təsvir texnologiyasının fəsadlarına görə, evdə infraqırmızı kameraya sahib olma ehtimalımız azdır. Bununla belə, qeyri-xətti tezlik konvertasiyası, müxtəlif tezlik rejimləri arasında elektromaqnit siqnallarını manipulyasiya edən və tərcümə edən bir prosesdir. infraqırmızı aşkarlama texnologiyasında inqilab etmək üçün böyük potensial,” Qabaqcıl Optika və Fotonika Laboratoriyasının rəhbəri və Böyük Britaniyanın Tədqiqat və İnnovasiya üzrə Gələcək Liderlər Təqaüdçüsü Prof Mohsen Ramhami bildirib.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1729173837&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-10-silicon-metasurfaces-broad-spectrum-infrared.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyOS4wLjY2NjguMTAxIl0sWyJOb3Q9QT9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiXV0sMF0.&dt=1729159134923&bpp=1&bdt=157&idt=133&shv=r20241014&mjsv=m202410140101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Ddd084782a3980897%3AT%3D1725971170%3ART%3D1729173755%3AS%3DALNI_Ma1uv12HX_ctV-7loP2Dla_dLGslw&eo_id_str=ID%3D6cdee71e935b6dcb%3AT%3D1725971170%3ART%3D1729173755%3AS%3DAA-AfjZEH1DAbfRV50frmhACTroQ&prev_fmts=0x0%2C1903x911&nras=2&correlator=5351315619165&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1760&biw=1903&bih=911&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759842%2C31087892%2C95342016%2C95344188%2C95344791%2C31087608&oid=2&pvsid=2274516114022265&tmod=268867487&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C911&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

“Biz nümayiş etdirdik ki, metasəthlər adlanan mühəndis silisium nanohissəcikləri massivləri infraqırmızı işığı tezliyi qarışdırma prosesi vasitəsilə görünən işığa çevirə bilir. Adi kameralara inteqrasiya oluna bilən bu cür metasəthlər qabaqcıl infraqırmızı təsvirlər üçün perspektivli həllər təklif edir.”

Mükəmməl vahidliyə malik kompakt elektron çiplər və sxemlər istehsalı və tamamlayıcı metal oksidə həssas (CMOS) qablaşdırma üsulları ilə uyğunluğu ilə tanınan silikon sənayesi bu gün qurulmuş sənayedir. Silikon fotonikası əsasən fiber optika, dalğa ötürücüləri və telekommunikasiya cihazlarına yönəlmiş bir alt sənayedir.

Bununla belə, silikon nanohissəciklər və metasəthlərin tətbiqləri nisbətən yeni fokus sahələridir, xüsusən qeyri-xətti rejimdə, boş yer mühitləri və inteqrasiya edilmiş sxemlər arasında qüsursuz işıq birləşməsini asanlaşdırır.

İşıq : Elm və Tətbiqlərdə nəşr olunan məqalədə Nottingem Trent Universitetinin rəhbərlik etdiyi beynəlxalq komanda silikon metasətlərin daha bir təkmil tətbiqini nümayiş etdirdi: genişzolaqlı infraqırmızı təsvirin həyata keçirilməsi üçün əlverişli, yığcam və çox yönlü həll.

Aparıcı müəllif Ze Zheng, Ph.D. Nottingham Trent Universitetinin namizədi deyir ki, “Bizim nümayişimiz silikon metasəthinin yenilikçi və vasvası tərtibatından faydalanır, onun üzərində silikon nanohissəcikləri və altında silikon nazik film olan ikiqatlı cihazdır .

“Hər iki təbəqə ilə işıq-maddə qarşılıqlı təsirindən və hər iki təbəqədə yaranan rezonansların müdaxiləsindən istifadə etməklə biz çoxlu hibrid rezonanslar yarada bildik ki, bu da geniş dalğa uzunluğu diapazonunda Dörd Dalğalı Qarışığı (FWM) əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirdi. Bu təkmilləşdirmə aşkarlamağa imkan verir. nasos şüasından qeyri-xətti emissiyanın kvadratik güc asılılığı sayəsində zəif infraqırmızı siqnalların.

Konsepsiyanın sübutu olaraq komanda nümayiş etdirdi ki, belə bir FWM əsaslı görüntüləmə platforması nümunədən keçdikdən sonra qarışıq infraqırmızı işıqların vaxt gecikmələrini ölçməklə nümunə qalınlığının aşkarlanmasına imkan verə bilər.

Bundan əlavə, bu texnika qütbləşmə-selektivdir, qütbləşməyə həssas materialların aşkarlanması və səthin aşkarlanması üçün ayırdetmə və həssaslığın artırılması kimi əlavə funksiyalar təklif edir.

Layihənin həmsədri, dosent Lei Xu deyir: “Bir cihazla 1000-4700 nm diapazonda apardığımız infraqırmızı təsvir infraqırmızı görüntüləmə üçün genişzolaqlı və yığcam cihazların inkişafı üçün yeni imkanları nümayiş etdirir .

“Bu, yüksək qiymət, mürəkkəblik və dar bant genişliyi kimi infraqırmızı kameraların mövcud məhdudiyyətlərini həll etmək üçün yeni tədqiqat və inkişaf istiqaməti açır. Bu, yeni nəsil infraqırmızı kameraları daha əlçatan və səmərəli etmək üçün ilk addımdır.”

Daha çox məlumat: Ze Zheng et al, Dielektrik metasətlərdə idarə olunan rejim rezonansı ilə idarə olunan genişzolaqlı infraqırmızı görüntüləmə, İşıq: Elm və Tətbiqlər (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01535-w

Jurnal məlumatı: İşıq: Elm və Tətbiqlər 

Çin Elmlər Akademiyası tərəfindən təmin edilmişdir