Kačji vid za poceni termovizijske kamere

Velik preboj bi lahko prinesel kačje termalno zaznavanje v vsakodnevne kamere, saj infrardeče slikanje postaja dostopnejše in cenejše.

Kače uporabljajo posebne organe za zaznavanje toplote v popolni temi. Sosobnost, ki jo inženirji že dolgo poskušajo posnemati. Današnji infrardeči sistemi sicer omogočajo podobne rezultate, vendar zahtevajo drage materiale ali obsežno hlajenje, kar omejuje prenosljivost.

Raziskovalci z Beijing Institute of Technology so razvili umetni sistem »kačjega vida«, ki vključuje pretvornik infrardeče svetlobe v vidno neposredno na standardni CMOS čip. To omogoča 4K infrardeče slikanje pri sobni temperaturi, brez dragih hladilnih sistemov.

Težavo šuma so rešili z gradnjo heterospoja s pregrado, ki uporablja kvantne pike iz telurida živega srebra, plast cinkovega oksida in polimer. Ta zasnova blokira termalni šum, hkrati pa omogoča učinkovit prenos signalov, kar ohranja občutljivost na SWIR in MWIR valovne dolžine.

Dodali so tudi svetlobno oddajno strukturo, ki pretvarja infrardeče signale v vidne fotone, berljive s CMOS. Z uravnoteženjem gibanja elektronov in lukenj so močno povečali učinkovitost pretvorbe, kar omogoča jasne slike tudi pri šibkih IR signalih.

Na 8‑palčnem CMOS rezinu je sistem zajel 3.840 × 2.160 slikovnih točk infrardeče slike s korakom slikovnih pik 1,55 mikrona. Naprava lahko vidi skozi silicijeve rezine, zazna toplotne porazdelitve in razkrije okolja, ki so običajnim senzorjem nevidna.

Tehnologija razširi zaznavanje do 4,5 mikrona, kar pomeni 14‑krat širši spekter, in omogoča vsestranski vid skozi meglo in dim. Možne uporabe vključujejo avtonomno vožnjo, industrijske preglede, medicinsko diagnostiko, nočno gledanje in potrošniške naprave.

S posnemanjem kačjih organov in združevanjem s polprevodniško proizvodnjo so raziskovalci odprli pot do cenovno dostopnega, množično proizvedenega termalnega vida.