Учените разработиха покритие за подобряване на термичното изображение през горещо стъкло
Група от учени в университета Райс е решил дълготраен проблем в термичния облик, правейки допустимо приемането на ясни изображения на обекти през горещи прозорци. Резултатите от проучването, обявени в списание Communications Engineering, могат да имат приложения в разнообразни области като сигурност, наблюдаване, индустриални проучвания и диагностика.
„ Да приемем, че желаете да употребявате термичния облик, с цел да наблюдавате химични реакции във високотемпературна реакторна камера “ — споделя Гурадж Наик, помощник по електротехника и компютърно инженерство в Райс и подобаващ създател на проучването. „ Проблемът е, че топлинното лъчение от самия прозорец претрупва камерата, закривайки обектите от другата страна. “
Възможно решение би било да покриете прозореца с материал, който потиска топлинното лъчение към камерата, само че това също ще направи прозореца непрогледен. За да заобиколят този проблем, откривателите създадоха покритие, което, основано на особено проектирана асиметрия, филтрира топлинния звук на горещия прозорец, удвоявайки контраста на топлинния облик спрямо обичайните способи.
Същността на този пробив е създаването на резонатори с нано размери, които работят като дребни камертони, улавяйки и усилвайки електромагнитните талази на избрани честоти. Резонаторите са направени от силиций и са подредени в масив, който разрешава акуратен надзор на това по какъв начин прозорецът излъчва и предава топлинното излъчване.
„ Интригуващ въпрос за нас беше дали е допустимо да се потисне топлинното лъчение от прозореца към камерата, като в същото време се резервира положителното предаване от страната на изображението “ — споделя Найк. — Теорията на информацията дава отговор „ не “ във всяка пасивна система. Тук обаче има малка врата — в действителност камерата работи в стеснен честотен диапазон. Ние се възползвахме от тази малка врата и създадохме покритие, което потиска топлинното лъчение от прозореца към камерата в необятен диапазон, само че понижава излъчването от обекта на облика в стеснен диапазон. “
Това беше реализирано с помощта на създаването на метаматериал, състоящ се от два пласта резонатори от друг вид, разграничени от спомагателен пласт. Тази структура разрешава на покритието да потиска ориентираното към камерата топлинно лъчение като в същото време остава задоволително транспарантно, с цел да улови топлинното излъчване от обектите в прозореца.
„ Нашето решение на казуса се въодушевява от квантовата механика и неермитовата оптика “ — споделя Сирил Самуел Прасад, приключил инженерство на Райс и първи създател на проучването.
Резултатът е революционен несъразмерен мета-прозорец, кадърен да основава ясни топлинни изображения при температури до 873°K (приблизително 600°C).
