Преобразование инфракрасного изображения в видимый свет

Китайские физики продемонстрировали оптическую систему, которая преобразует изображение инфракрасного спектра в видимое. Для этого они использовали рубидий и светодиодные лазеры.

Технологии, при помощи которых работают современные инфракрасные камеры, основаны на использовании датчиков, генерирующих электрический ток при столкновении инфракрасных фотонов. Для воссоздания изображения используется целый массив (матрица) таких датчиков. Но при использовании подобных камер возникает ряд проблем, и основная из них большая зашумленность картинки при приближении и при паразитной засветке. Например, ночью в поле или лесу без внешнего освещения картинка вполне сносная. Однако когда вы снимаете в городе, световые короба неоновой рекламы делают паразитную засветку и изображение получается нечетким с ярко выраженными помехами. Чтобы хоть как-то минимизировать помехи производители усложняют всю оптическую систему, а это приводит к неэффективному удорожанию камеры.

По сравнению с инфракрасными датчиками, массивы светочувствительных элементов для видимого спектра относительно недороги и эффективны (практически не подвержены образованию помех). Вот китайские ученые и задались целью на самом первом этапе формирования изображения найти способ преобразования инфракрасного изображения в видимый спектр длин волн. Донг-Шенг Динг и его коллеги из Университета наук и технологий Китая в городе Хэфэй усовершенствовали уже разработанные ранее технологии по преобразованию инфракрасного спектра. В основном эти  технологии основаны на использовании высокомощных лазеров и различных нелинейных кристаллов.

Но китайские ученые создали более простую оптическую систему, используя небольшой контейнер в который они поместили атомы рубидия в газообразном состоянии и два обычных диодных лазера. Принцип работы системы заключается в том, что лазеры возбуждают электронные состояния атомов рубидия. Как только в систему попадает инфракрасный свет, она начинает излучать видимый. Как показали исследования новой оптической системы, направляя на нее инфракрасную картинку, мы получаем ее копию в видимом свете. Для теста китайцы использовали изображения в виде простых цифр.

Хотя рубидиевый детектор еще не до конца отлажен – видны искажения в преобразованной картинке – все же прогресс новой разработки на лицо. К тому же установка достаточно проста и не дорогостояща в технологическом плане. Как считают сами ученые, их разработка может быть полезна не только для создания совершенно новых камер ночной сьемки, но и для создания оптических приборов в астрофизике, химического зондирования, квантовых исследований и других областях современной науки. Остается лишь дело за малым – практическим внедрением разработанного метода.