Нагреваясь под воздействием луча определённой мощности, объект выделяет тепловое излучение, которое применимо для получения высокоточных изображений любых масштабов.
Три примера показывают использование эхолокации для навигации или поиска в условиях ограниченной видимости.
Один и тот же физический принцип действует всегда, независимо от объекта: звука, света или электромагнитной волны. Луч движется вперёд, а отражённая волна той же природы возвращает информацию отправителю.
Феномен описывает, как самолеты-невидимки уходят от радаров, поглощая энергию и отражая очень слабый сигнал. Эта поглощённая энергия обычно преобразуется в тепло, увеличивая температуру объекта.
Представьте, что вы сможете применять эту тепловую энергию во благо. Исследователи из Института фундаментальных наук в… Южной КорееОбнаружили возможность использовать нагрев от зондирующего луча для получения сигналов по идентификации объектов.
В отличие от традиционных методик, доступных лишь при помощи микроскопии, новое направление, названное «активное тепловое обнаружение», даёт возможность получать высокодетальные изображения любых размеров.
Обнаружение объектов по тепловому излучению
Повышение температуры объекта происходит при попадании на него зондирующего луча с достаточным количеством энергии.
Больше тепла выделяет объект с большей температурой.
Если направленный луч энергии попадает на объект, который поглощает её и линейно переводит в тепло, то тепловое излучение объекта проявляется как сильно нелинейный эффект.
В данном исследовании ученые проверили свойство суперлинейности теплового излучения. Было рассчитано количество фотонов, испускаемых нагретым объектом, и показано, что даже небольшое изменение температуры может значительно изменять излучение фотонов.
Объединив два процесса (нагрев и выявление), удалось обнаружить объекты с высоким разрешением. При достаточной температуре можно добиться произвольного увеличения разрешения.
Применение
Эксперименты демонстрируют возможность применения активного теплового поиска для выявления тайно расположенных предметов и проверки систем радиолокационного обзора и LiDAR в беспилотных автомобилях.
Это открывает новые возможности для недавно созданных тепловых фотоприемников, например ртутно-кадмиевых теллуридных лавинных фотодиодов. Исследование также стимулирует разработку нового класса тепловых зондов для визуализации во всех масштабах с большим разнообразием объектов.
Источник: /