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¿Por qué los conjuntos de planos focales infrarrojos pueden ver a través de la oscuridad? ¡Descubra la misteriosa tecnología que se esconde tras ellos!
La matriz de plano focal infrarrojo (Focal-Plane Array, FPA) es una tecnología que tiene la precisión de una lente de película y puede capturar imágenes en un entorno completamente sin luz. Teníamos curiosidad por saber cómo funciona esta tecnología. Este sensor de imagen utiliza una matriz de miles de píxeles sensibles a la luz que pueden detectar fotones de una longitud de onda específica y generar una señal eléctrica relacionada con la cantidad de fotones.
Los FPA se utilizan en diversos campos, incluidos el militar, el médico y el de monitoreo ambiental. Al capturar luz infrarroja, estos conjuntos pueden identificar energía térmica que es invisible para el ojo humano, lo que nos permite "ver" en la oscuridad. La adopción generalizada de esta tecnología no sólo está mejorando el rendimiento de las misiones nocturnas, sino que también está cambiando nuestra comprensión del mundo que nos rodea. ¿Cómo funciona un conjunto de plano focal infrarrojo?“Funciona utilizando luz infrarroja dentro de un rango específico para capturar imágenes”.
El principio fundamental de un conjunto de plano focal infrarrojo es detectar fotones de una longitud de onda específica y luego generar las cargas correspondientes. Estas cargas se pueden convertir en voltaje o resistencia, dependiendo del número de fotones detectados por cada píxel. A medida que estas señales se digitalizan aún más, se acaba formando una imagen completa. En la tecnología moderna, el número de píxeles en los FPA ha alcanzado los 2048 x 2048, lo que proporciona una visión más clara.
"Se puede utilizar para la fenomenología infrarroja, por ejemplo para observar eventos como la combustión".
En comparación con los conjuntos de escaneo, los conjuntos de plano focal infrarrojo tienen la ventaja de capturar imágenes en tiempo real, lo que los hace indispensables en aplicaciones militares como misiles antiaéreos y misiles antitanque. Esta tecnología permite que los aviones de combate o drones tengan capacidades superiores de observación y ataque durante la noche y en condiciones climáticas severas.
Materiales y desafíos de construcción
A diferencia de los sensores de imágenes de luz visible, como CCD o CMOS, los sensores infrarrojos deben estar hechos de otros materiales porque el silicio solo puede detectar luz visible y luz infrarroja cercana. Los materiales de detección infrarroja más utilizados incluyen telururo de mercurio y cadmio (HgCdTe), antimonio de indio (InSb) y nitruro de galio (InGaAs).“Estos materiales son difíciles de cultivar y de formar cristales, lo que afecta el rendimiento del producto final”.
Los conjuntos de plano focal infrarrojo fabricados con estos materiales no sólo son caros, sino que también requieren una corrección detallada debido a la falta de uniformidad del voltaje unitario, lo que generalmente requiere datos de corrección y algoritmos de procesamiento especiales. La necesidad de corrección hace que estas matrices sean técnicamente más complejas.
Perspectivas de aplicación
Además de las aplicaciones militares, no se puede subestimar el potencial de aplicación de los FPA en diversos campos, como la inspección industrial, la termografía y la imagen médica. Por ejemplo, en imágenes LIDAR tridimensionales, FPA puede capturar de manera eficiente información precisa sobre el entorno circundante, expandiendo aún más el desarrollo de automóviles autónomos y robots inteligentes.
El prototipo mejorado de 34 x 34 píxeles y otros nuevos desarrollos tecnológicos continúan mejorando las capacidades de los conjuntos de plano focal infrarrojo, demostrando el potencial para futuras aplicaciones en múltiples campos. Conclusión Los conjuntos de planos focales infrarrojos son más que simples dispositivos de alta tecnología: revolucionan la forma en que pensamos acerca del trabajo nocturno y en entornos con poca luz. Con las continuas mejoras tecnológicas, cuando miramos hacia el futuro, ¿podemos imaginar qué papel jugará esta tecnología en nuestras vidas?"Mediante la tecnología de imágenes LIDAR 3D, FPA puede lograr una percepción ambiental de alta precisión".
