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TECNOLOGÍA. Una nueva tecnología permite a las cámaras capturar colores invisibles para el ojo humano

 


El avance de la Universidad de Tel Aviv tiene aplicaciones en la detección del cáncer, la seguridad e incluso los juegos.

Una nueva investigación de la Universidad de Tel Aviv permitirá que las cámaras reconozcan colores que el ojo humano e incluso las cámaras normales no pueden percibir.

La tecnología permite obtener imágenes de gases y sustancias como hidrógeno, carbono y sodio, cada uno de los cuales tiene un color único en el espectro infrarrojo, así como compuestos biológicos que se encuentran en la naturaleza pero que son "invisibles" a simple vista o cámaras ordinarias. Tiene aplicaciones innovadoras en una variedad de campos, desde juegos de computadora y fotografía, así como disciplinas de seguridad, medicina y astronomía.

La investigación fue realizada por el Dr. Michael Mrejen, Yoni Erlich, el Dr. Assaf Levanon y el Prof. Haim Suchowski del Departamento de Física del Material Condensado de TAU. Los resultados del estudio se publicaron en la edición de octubre de 2020 de Laser & Photonics Reviews .

"El ojo humano capta fotones en longitudes de onda entre 400 nanómetros y 700 nanómetros, entre las longitudes de onda del azul y el rojo", explica el Dr. Mrejen. “Pero eso es solo una pequeña parte del espectro electromagnético, que también incluye ondas de radio, microondas, rayos X y más. Por debajo de 400 nanómetros hay radiación ultravioleta o UV, y por encima de 700 nanómetros hay radiación infrarroja, que a su vez se divide en infrarrojo cercano, medio y lejano.

"En cada una de estas partes del espectro electromagnético, hay una gran cantidad de información sobre materiales codificados como 'colores' que hasta ahora ha estado oculta a la vista".


Los investigadores explican que los colores en estas partes del espectro son de gran importancia, ya que muchos materiales tienen una firma única expresada como un color, especialmente en el rango del infrarrojo medio. Por ejemplo, las células cancerosas podrían detectarse fácilmente ya que tienen una mayor concentración de moléculas de cierto tipo.

Las tecnologías de detección de infrarrojos existentes son caras y, en su mayoría, no pueden reproducir esos "colores". En imágenes médicas, se han realizado experimentos en los que las imágenes infrarrojas se convierten en luz visible para identificar las células cancerosas por las moléculas. Hasta la fecha, esta conversión requería cámaras muy sofisticadas y costosas, que no eran necesariamente accesibles para uso general.




Pero en su estudio, los investigadores de TAU pudieron desarrollar una tecnología barata y eficiente que podría montarse en una cámara estándar y permitir, por primera vez, la conversión de fotones de luz de toda la región del infrarrojo medio a la región visible, en frecuencias. que el ojo humano y la cámara estándar pueden captar.

Los humanos podemos ver entre el rojo y el azul. Si pudiéramos ver en el reino infrarrojo, veríamos que elementos como el hidrógeno, el carbono y el sodio tienen un color único. De esta manera, un satélite de monitoreo ambiental podría 'ver' la emisión de un contaminante desde una planta, o un satélite espía vería dónde se esconden los explosivos o el uranio. Además, dado que cada objeto emite calor en el infrarrojo, toda esta información podría verse incluso de noche.

Después de registrar una patente para su invención, los investigadores están desarrollando la tecnología a través de una subvención del proyecto KAMIN de la Autoridad de Innovación, y ya se han reunido con varias empresas con sede en Israel e internacionales.

Fuente:  “Multicolor Time‐Resolved Upconversion Imaging by Adiabatic Sum Frequency Conversion” by Michael Mrejen, Yoni Erlich, Assaf Levanon and Haim Suchowski, 20 August 2020, Laser & Photonics Reviews. DOI: 10.1002 / lpor.202000040


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