Температура объекта повышается, когда на него падает луч достаточной энергии. Тепловое излучение, испускаемое этим объектом, можно использовать для получения изображений со сверхразрешением в любом масштабе.
Подумайте о трех сценариях: летучая мышь ориентируется на добычу ночью; вы ищете свои утерянные вещи с фонариком; автомобильный радар обнаруживает другие близлежащие транспортные средства. Что общего у них всех?
Один и тот же физический принцип применяется во всех случаях. Будь то звук, свет или электромагнитная волна, луч идет впереди, и отраженная волна того же типа возвращает соответствующие данные отправителю.
Феномен также описывает, как самолеты-невидимки избегают радаров: они становятся невидимыми, потому что они поглощают энергию радара и отражают очень низкоэнергетический (необнаружимый) сигнал. Обычно эта поглощенная энергия превращается в тепло, которое повышает температуру объекта.
Но что, если бы вы могли использовать эту тепловую энергию, чтобы сделать что-то «полезное»? Теперь исследователи из Института фундаментальных наук в Южной Корее обнаружили, что повышение температуры из-за зондирующего луча может использоваться для получения сигналов для идентификации объектов.
В отличие от традиционных методов, применение которых ограничено только микроскопией, эта новая методика, называемая «активное тепловое обнаружение», позволяет получать изображения с супер-разрешением в любом масштабе, раскрывая мельчайшие детали изображения.
Обнаружение объектов по тепловому излучению
Температура объекта повышается, когда на объект освещается зондирующий луч достаточного количества энергии. Чем больше температура, тем больше она будет излучать тепловое излучение.
Другими словами, если сфокусированный пучок энергии освещается на объекте, который поглощает и линейно преобразует энергию в тепло, возникает сильно нелинейный отклик теплового излучения.
В этом исследовании исследователи смогли проверить суперлинейность теплового излучения. Они рассчитали, сколько фотонов излучает нагретый объект, и продемонстрировали, что даже незначительное изменение температуры может существенно изменить излучение фотонов.
Собрав воедино эти два процесса (фаза активного нагрева и обнаружения), они смогли обнаружить объекты с очень высоким разрешением. А при достаточно высокой температуре фактор разрешения может быть произвольно увеличен.
Применение
Результаты показывают, что активное тепловое обнаружение может использоваться для обнаружения скрытых объектов и тестирования радаров и технологии Lidar для автономных транспортных средств.
Это открывает новые возможности для недавно разработанных тепловых фотоприемников, таких как ртутно-кадмиевые теллуридные лавинные фотодиоды. Исследование также поощряет разработку нового класса тепловых зондов для визуализации во всех пространственных масштабах с гораздо более широким разнообразием объектов.
Источник: /