Language
Country/Area
No result found
Почему инфракрасные фокальные решетки могут видеть сквозь темноту? Раскройте таинственную технологию, стоящую за этим!
Инфракрасная фокальная решетка (Focal-Plane Array, FPA) — это технология, которая имеет точность кинообъектива и может захватывать изображения в абсолютно неосвещенной среде. Нам было интересно, как работает эта технология. Этот датчик изображения использует матрицу из тысяч светочувствительных пикселей, которые могут обнаруживать фотоны определенной длины волны и генерировать электрический сигнал, связанный с количеством фотонов.
«Он работает, используя инфракрасный свет в определенном диапазоне для захвата изображений».
FPA используются в различных областях, включая военную сферу, медицину и мониторинг окружающей среды. Улавливая инфракрасный свет, эти массивы способны определять тепловую энергию, невидимую человеческому глазу, что позволяет нам «видеть» в темноте. Широкое внедрение этой технологии не только повышает эффективность ночных миссий, но и меняет наше понимание окружающего мира.
Как работает инфракрасная решетка фокальной плоскости?
Основной принцип работы инфракрасной фокальной плоскости — обнаружение фотонов определенной длины волны и последующая генерация соответствующих зарядов. Эти заряды могут быть преобразованы в напряжение или сопротивление в зависимости от количества фотонов, обнаруженных каждым пикселем. По мере дальнейшей оцифровки этих сигналов в конечном итоге формируется полное изображение. В современных технологиях количество пикселей в FPA достигло 2048 x 2048, что обеспечивает более четкое изображение.
«Его можно использовать для инфракрасной феноменологии, например, для наблюдения за такими явлениями, как горение».
По сравнению со сканирующими решетками инфракрасные решетки фокальной плоскости имеют преимущество в том, что они захватывают изображения в реальном времени, что делает их незаменимыми в военных приложениях, таких как зенитные ракеты и противотанковые ракеты. Эта технология позволяет истребителям и беспилотникам иметь превосходные возможности наблюдения и нанесения ударов ночью и в сложных погодных условиях.
Материалы и проблемы строительства
В отличие от датчиков видимого света, таких как ПЗС или КМОП, инфракрасные датчики необходимо изготавливать из других материалов, поскольку кремний может обнаруживать только видимый свет и ближний инфракрасный свет. Обычно используемые инфракрасные сенсорные материалы включают теллурид кадмия-ртути (HgCdTe), сурьму-индий (InSb) и нитрид галлия (InGaAs).«Эти материалы сложно выращивать и изготавливать кристаллы, что влияет на характеристики конечного продукта».
Инфракрасные фокальные решетки из этих материалов не только дороги, но и требуют детальной коррекции из-за неравномерности напряжения на единице, что обычно требует специальных корректирующих данных и алгоритмов обработки. Необходимость коррекции делает эти массивы более технически сложными.
Перспективы применения
Помимо военного применения, нельзя недооценивать потенциал применения FPA в различных областях, таких как промышленный контроль, тепловидение и медицинская визуализация. Например, при трехмерной лидарной визуализации FPA может эффективно собирать точную информацию об окружающей среде, что еще больше расширяет возможности разработки беспилотных автомобилей и интеллектуальных роботов.
«Благодаря технологии 3D-визуализации LIDAR FPA может достичь высокоточного восприятия окружающей среды».
Усовершенствованный прототип размером 34 x 34 пикселя и другие новые технологические разработки продолжают расширять возможности инфракрасных матриц фокальной плоскости, демонстрируя потенциал для будущих применений в различных областях. Заключение
Инфракрасные решетки фокальной плоскости — это больше, чем просто высокотехнологичные гаджеты; они кардинально меняют наши представления о работе ночью и в условиях слабого освещения. Учитывая постоянное развитие технологий, можем ли мы представить, какую роль эти технологии будут играть в нашей жизни, глядя в будущее?
