Новое исследование Тель-Авивского университета позволит обычным камерам распознавать цвета, недоступные человеческому глазу без специального оборудования. Технология позволяет отображать газы и вещества, такие как водород, углерод и натрий, каждый из которых имеет уникальный цвет в инфракрасном спектре. Также будет возможным запечатлеть биологические соединения, которые встречаются в природе, но "невидимы" для человеческого глаза или обычных камер. Это открытие сможет найти применение в самых разных областях, от компьютерных игр и фотографии, до систем безопасности, медицины и астрономии.
Исследование было проведено доктором Майклом Мрейеном, Йони Эрлихом, доктором Ассафом Леваноном и профессором Хаимом Суховски из отдела физики конденсированных материалов ТАУ. Результаты исследования были опубликованы в журнала Laser & Photonics Reviews.
Человеческий глаз улавливает фотоны с длинами волн от 400 до 700 нанометров - между длинами волн синего и красного. Но это лишь небольшая часть электромагнитного спектра, который также включает радиоволны, микроволны, рентгеновские лучи и многое другое. Ниже 400 нанометров наблюдается ультрафиолетовое или УФ-излучение, а выше 700 нанометров — инфракрасное излучение, которое само делится на ближнее, среднее и дальнее инфракрасное.
В каждой из этих частей электромагнитного спектра содержится большой объем информации о материалах, закодированной как цвета, которая до сих пор была скрыта от глаз.
Исследователи объясняют, что цвета в этих частях спектра имеют большое значение, поскольку многие материалы имеют уникальную подпись, выраженную в цвете, особенно в среднем инфракрасном диапазоне. Например, раковые клетки можно легко обнаружить, поскольку они имеют более высокую концентрацию молекул определенного типа.
Существующие технологии обнаружения инфракрасного излучения дороги и в большинстве случаев не могут передать эти "цвета". В области медицинской визуализации проводились эксперименты, в которых инфракрасные изображения преобразуются в видимый свет для идентификации раковых клеток по молекулам. На сегодняшний день для этого преобразования требовались очень сложные и дорогие камеры, которые не обязательно были доступны для общего использования.
Но в своем исследовании исследователи TAU смогли разработать дешевую и эффективную технологию, которая может быть установлена на стандартной камере и позволяет впервые преобразовывать фотоны света из всей средней инфракрасной области в видимую на частотах что может уловить человеческий глаз и стандартная камера.
Мы, люди, можем видеть между красным и синим. Если бы мы могли видеть в инфракрасной области, мы бы увидели, что такие элементы, как водород, углерод и натрий, имеют уникальный цвет. Таким образом, спутник для мониторинга окружающей среды может "видеть" загрязняющее вещество, выбрасываемое с завода, или спутник-шпион мог бы видеть, где прячутся взрывчатые вещества или уран. Кроме того, поскольку каждый объект излучает тепло в инфракрасном диапазоне, всю эту информацию можно увидеть даже ночью.
После регистрации патента на свое изобретение исследователи разрабатывают технологию за счет гранта проекта KAMIN Управления по инновациям, и они уже встретились с рядом как израильских, так и международных компаний.