Нільський слоник надихнув вчених на створення лінзи-підсилювача

Вчені з Вісконсинського університету в Мадісоні розробили технологію, яка дозволить підвищити виключно оптичними засобами дозволить підвищити якість зображень практично будь-яких цифрових камер у нічний час. Результати роботи дослідників опубліковані в, а їх короткий виклад наводиться в повідомленні університету. На розробку оптичного підсилювача вчених надихнула будова ока нільського слоника (), прісноводних риб, що живуть у темній воді.


Розробники створили нерухому діафрагму, в центральному отворі якої діаметром чотири міліметри розмістили шароподібну лінзу діаметром шість міліметрів. Діафрагму і лінзу вони прикрили захисним прозорим куполом товщиною один міліметр і діаметром 12,5 міліметра. Зі зворотного боку шароподібної лінзи дослідники прикріпили збірку з мікроскопічних «колбочок» з дзеркальними параболічними стінками і прозорими торцями - 48 на 48. «Колбочки» закріпили за допомогою полідіметилсілоксанової плівки.


Діаметр отриманого оптичного підсилювача склав 12,5 міліметра. При експерименті в темній кімнаті слабке світлове випромінювання потужністю 0,05 мікровата на квадратний сантиметр світло, проходячи через лінзу, потрапляв у «колбочки» і на виході концентрувався окремими плямами на CCD-матриці. Далі спеціальне програмне забезпечення, розроблене дослідниками, обробляло «плямисту» фотографію, і на виході виходило зображення.

Під час випробувань вчені фотографували символ Вісконсинського університету в Медісоні фотоапаратом без нового оптичного підсилювача і з ним. Без нього виходили чорні знімки з шумом без будь-якого чітко різного зображення. Водночас на фотографіях, зроблених фотоапаратом з оптичним підсилювачем, зображення символу університету різнилося чітко. Дослідники запевняють, що їх розробка досить проста і може бути інтегрована практично в будь-яку сучасну фотосистему.

Фактично новий оптичний підсилювач дозволяє перетворити на відносно чутливий прилад нічного бачення будь-який апарат з цифровою матрицею. Зйомка різних зображень можлива тільки в режимі градацій сірого, причому деякі деталі на знімках стають різними вже при світловій потужності близько 0,01 мікровата на квадратний сантиметр. Для порівняння світлова потужність 100-ватної лампи розжарювання становить близько 1,8 ватта на квадратний сантиметр.

У сучасних приладах нічного бачення використовуються фотоумножителі на арсеніді галію, що запобігають засвіченню сусідніх точок. Вони утворюють електронно-оптичний перетворювач приладу, який підсилює слабке видиме світло та інфрачервоне випромінювання ближнього спектру. При цьому такі прилади для своєї роботи вимагають хоча б мінімального освітлення. На думку розробників Вісконсинського університету, їх розробка буде корисною в камерах спостереження і для нічної зйомки.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND