【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】據(jù)報道，就像有些蛇通過感知紅外輻射，可以在夜間“看見”一切，中佛羅里達大學(xué)(University of Central Florida，簡稱“UCF”)的研究人員正致力于仿生蛇類視覺，不斷提高夜視相機的靈敏度。
增強夜視相機的性能將有可能改善其用于太空探索、化學(xué)和生物災(zāi)區(qū)以及戰(zhàn)場時，可觀測到的內(nèi)容信息。
近，UCF研究人員在《自然通訊》(Nature Communications)雜志發(fā)表了他們在夜視研究方面的進展。
UCF納米技術(shù)中心副教授Debashis Chanda是此項研究的研究員，他介紹：“憑借我們開發(fā)的紅外探測器，您可以在黑暗中，從被觀察的物體上獲取更多的信息。”
“比如，在夜間，你帶著夜視鏡看某人，由于人身體散發(fā)紅外輻射，你可以看到他全身的紅外影像。在他身上可能隱藏著武器，該武器可發(fā)出不同波長的紅外光，但是即便是使用當前市面上昂貴的低溫制冷型紅外相機，你也無法看到它。”
然而，Chanda和他的團隊開發(fā)的紅外探測器不需要用液氮將其冷卻到零下196攝氏度，就具有足夠的靈敏度以探測不同的紅外波長。其次，它的運行速度也比現(xiàn)有的夜視相機快很多，雖然后者不需要冷卻，但是處理圖像的速度較慢。
在電磁光譜中，人眼可以感知的光波長大約為400至700納米，這就是所謂的可見光譜。
在這項研究中，Chanda和他的團隊研究的是更長的波長，擴展到大約16000納米的紅外光區(qū)。
UCF開發(fā)的紅外探測器能夠在人眼不可見的紅外區(qū)域辨別不同的波長。因此，它可以根據(jù)其發(fā)射波長的不同分辨出不同的物體。
當前的夜視相機無法基于紅外輻射波長的不同來區(qū)別物體，而只能將所有波長聚集在一起，因此透過紅外鏡頭，即使是幾個不同的物體，也只能看到一個整體。
Chanda表示：“這項研究真正實現(xiàn)了可動態(tài)調(diào)整的紅外探測器光譜響應(yīng)，或者換句話說，你可以選擇想要看到的紅外'顏色'。”
Chanda還說道：“有了這項新技術(shù)，除了標準的夜視顏色(綠色、橙色或黑色)外，我們還可以指定其它的紅外‘顏色’來代表反射不同波長的紅外光的物體。”
對天文學(xué)家而言，這意味著將有可能使用新的望遠鏡查看到以前在紅外波段看不見的信息；在化學(xué)和生物災(zāi)區(qū)，這意味著可以通過拍照對區(qū)域內(nèi)的氣體進行光譜分析來監(jiān)測污染物，比如根據(jù)紅外光與化學(xué)分子的特定吸收，判斷是否有一氧化碳或二氧化碳等。
開發(fā)這種高靈敏度、非制冷的新型紅外探測器的訣竅在于，將二維納米材料石墨烯改造成可以導(dǎo)電的材料。
研究人員將這種材料設(shè)計成不對稱結(jié)構(gòu)，這樣當吸收的光照射到材料的不同部分時就會產(chǎn)生溫差，溫差導(dǎo)致電子從一邊流向另一邊，從而產(chǎn)生電壓。
UFC納米科學(xué)技術(shù)中心、光學(xué)和光子學(xué)學(xué)院和物理系教授Michael N. Leuenberger，是該研究的共同作者，他開發(fā)的模型也驗證了這個過程。
研發(fā)人員通過一次一個像素來測試紅外探測器捕捉圖像的能力。
雖然目前該紅外探測器的商業(yè)化尚需時日，但相信終有一天會集成于相機和望遠鏡中。
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