Версия для слабовидящих
Нильский слоник вдохновил ученых на создание линзы-усилителя Печать Email
Новости об инновациях
25.03.2016

Ученые из Висконсинского университета в Мадисоне разработали технологию, которая позволит повысить исключительно оптическими средствами позволит повысить качество изображений практически любых цифровых камер в ночное время. Результаты работы исследователей опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences, а их краткое изложение приводится в сообщении университета. На разработку оптического усилителя ученых вдохновило строение глаза нильского слоника (Gnathonemus petersii), пресноводных рыб, живущих в темной воде.

Разработчики создали неподвижную диафрагму, в центральном отверстии которой диаметром четыре миллиметра разместили шарообразную линзу диаметром шесть миллиметров. Диафрагму и линзу они прикрыли защитным прозрачным куполом толщиной один миллиметр и диаметром 12,5 миллиметра. С обратной стороны шарообразной линзы исследователи прикрепили сборку из микроскопических «колбочек» с зеркальными параболическими стенками и прозрачными торцами — 48 на 48. «Колбочки» закрепили при помощи полидиметилсилоксановой пленки.

Диаметр получившегося оптического усилителя составил 12,5 миллиметра. При эксперименте в темной комнате слабое световое излучение мощностью 0,05 микроватта на квадратный сантиметр свет, проходя через линзу, попадал в «колбочки» и на выходе концентрировался отдельными пятнами на CCD-матрице. Дальше специальное программное обеспечение, разработанное исследователями, обрабатывало «пятнистую» фотографию, и на выходе получалось изображение.

Оптический усилитель. University of Wisconsin–Madison

A,D — изображения символов университета при обычном освещении, B,E — их фотографии в темноте без усилителя, C,F — фотографии в темноте с усилителем. University of Wisconsin–Madison

Во время испытаний ученые фотографировали символ Висконсинского университета в Мэдисоне фотоаппаратом без нового оптического усилителя и с ним. Без него получались черные снимки с шумом без какого-либо четко различимого изображения. В то же время на фотографиях, сделанных фотоаппаратом с оптическим усилителем, изображение символа университета различалось четко. Исследователи уверяют, что их разработка довольно проста и может быть интегрирована практически в любую современную фотосистему.

Фактически новый оптический усилитель позволяет превратить в относительно чувствительный прибор ночного видения любой аппарат с цифровой матрицей. Съемка различимых изображений возможна только в режиме градаций серого, причем некоторые детали на снимках становятся различимыми уже при световой мощности около 0,01 микроватта на квадратный сантиметр. Для сравнения световая мощность 100-ваттной лампы накаливания составляет около 1,8 ватта на квадратный сантиметр.

В современных приборах ночного видения используются фотоумножители на арсениде галлия, предотвращающие засветку соседних точек. Они образуют электронно-оптический преобразователь прибора, который усиливает слабый видимый свет и инфракрасное излучение ближнего спектра. При этом такие приборы для своей работы требуют хотя бы минимального освещения. По мнению разработчиков Висконсинского университета, их разработка будет полезной в камерах наблюдения и для ночной съемки.

Автор: Василий Сычёв

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/nilskii-slonik-vdokhnovil-uchenykh-na-sozdanie-linzy-usilitelya

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта