טכניקה חדשה לזיהוי פוטון

פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


חוקר אוניברסיטת מרכז פלורידה דבשיס צ'אנדה, פרופסור במרכז הטכנולוגי של NanoScience, פיתח טכניקה חדשה לזיהוי פוטונים – חלקיקים אלמנטריים המתפרשים מאור נראה לתדרי רדיו ומסייעים בהעברת תקשורת סלולרית.

פרסומת

ההתקדמות עשויה להוביל לטכנולוגיות מדויקות ויעילות יותר בתחומים שונים, משיפור מערכות הדמיה ותקשורת רפואית ועד לשיפור המחקר המדעי ואף חיזוק פוטנציאלי של אמצעי אבטחה.

זיהוי פוטון הסתמך בדרך כלל על שינוי/אפנון של מתח או משרעת זרם. אבל צ'אנדה פיתחה דרך לזהות פוטונים על ידי אפנון התדר של מעגל מתנודד, וסוללת את הדרך לזיהוי פוטונים רגיש במיוחד.

השיטה של ​​צ'אנדה משתמשת בחומר מיוחד לשינוי פאזה (PCM) שמשנה את צורתו כאשר האור נוגע בו, מה שיוצר קצב חשמלי שנשאר יציב, או תנודת מעגל חשמלי יציבה. כאשר פוטון אור פוגע בחומר, הוא משנה את מהירות הקצב, או מעביר את תדר התנודה. כמה הקצב משתנה תלוי בעוצמת האור, בדומה לאופן שבו קולו של אדם משנה את הצליל ברדיו.

הפיתוח החדש פורסם לאחרונה ב חומרים פונקציונליים מתקדמים.

זיהוי גל אינפרא אדום (LWIR) בטווח אורכי גל של 8 עד 12 מיקרומטר חשוב ביותר באסטרונומיה, מדעי האקלים, ניתוח חומרים ואבטחה. עם זאת, זיהוי LWIR בטמפרטורת החדר היה אתגר ארוך שנים בשל האנרגיה הנמוכה של פוטונים.

גלאי LWIR הזמינים כיום יכולים להיות מסווגים באופן נרחב לשני סוגים: גלאים מקוררים ולא מקוררים, כאשר לשניהם יש מגבלות משלהם.

בעוד שגלאים מקוררים מציעים בילוש מעולה, הם דורשים קירור קריוגני – מה שהופך אותם ליקרים ומגבילים את השימושיות המעשית שלהם. מצד שני, גלאים לא מקוררים יכולים לפעול בטמפרטורת החדר אך סובלים מגילוי נמוך ומתגובה איטית בשל הרעש התרמי הגבוה יותר הטמון בפעולת טמפרטורת החדר. גלאי/מצלמה אינפרא אדום זול, רגיש במיוחד, ממשיך להתמודד עם אתגרים מדעיים וטכנולוגיים.

זו הסיבה העיקרית שמצלמות LWIR אינן נמצאות בשימוש נרחב מלבד במשרד ההגנה ויישומים ספציפיים לחלל.

"בניגוד לכל תוכניות זיהוי הפוטונים הנוכחיות שבהן כוח האור משנה את משרעת המתח או הזרם (אפנון משרעת – AM), בתכנית המוצעת פגעים, או תקריות של פוטונים, מווסתים את התדר של מעגל נדנוד ומתגלים כשינוי תדר. , המציע חוסן אינהרנטי לרעשים, שהם AM באופיים," אומר צ'אנדה.

"הגישה המבוססת על ה-FM שלנו מניבה הספק יוצא מן הכלל של רעש טמפרטורת החדר, זמן תגובה ובילוש", אומר צ'אנדה. "המושג הכללי של זיהוי פוטון מבוסס FM יכול להיות מיושם בכל טווח ספקטרלי המבוסס על חומרים אחרים לשינוי פאזה."

"התוצאות שלנו מציגות גלאי חדש מבוסס FM זה כפלטפורמה ייחודית ליצירת גלאי אינפרא אדום לא מקוררים בעלות נמוכה ויעילות גבוהה ומערכות הדמיה עבור יישומים שונים כמו חישה מרחוק, הדמיה תרמית ואבחון רפואי", אומר צ'אנדה. "אנו מאמינים מאוד שניתן לשפר עוד יותר את הביצועים עם אריזה נכונה בקנה מידה תעשייתי."

קונספט זה שפותח על ידי קבוצת Chanda מספק שינוי פרדיגמה לזיהוי LWIR רגיש גבוה ולא מקורר שכן רעש מגביל את רגישות הזיהוי. תוצאה זו מבטיחה סכמת זיהוי LWIR לא מקוררת חדשה שהיא רגישה גבוהה, בעלות נמוכה, וניתן לשלב אותה בקלות עם מעגלי קריאה אלקטרוניים, ללא צורך בהכלאה מורכבת.

המחקר הבסיסי ממומן במסגרת מענק של קרן המדע הלאומית של ארה"ב #ECCS-2015722. טכנולוגיית המצלמה נמצאת בפיתוח עם מימון מפרס Samsung Global Research Outreach של צ'אנדה לשנת 2022.



קישור לכתבת המקור – 2023-12-12 23:33:53

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר

פרסומת Sculpteo גישה ישירה ל-Wordpress (פרוד) אם יש לך שאלה לגבי דף, veuillez contacter l'équipe Dev. אם יש לך שאלות כלשהן בנוגע לדף זה, אנא צור קשר עם צוות המפתחים קישור לכתבת המקור – 2024-05-29 16:18:16