Прибор позволяющий видеть невидимое

Тепловая инфракрасная энергия выделяется всеми вещами, которые имеют температуру выше, чем абсолютный ноль. Человеческие глаза, главным образом восприимчивые к более коротким волнам видимого света, не способны обнаружить или различить длинноволновые тепловые инфракрасные «черты», выделяемые как живыми существами, так и неодушевленными предметами. Так как механическое обнаружение инфракрасной радиации стало возможным после того, как Сэмюель Пьерпонт Лэнгли изобрел болометр в 1880 г., устройства, которые также могут распознавать и опознавать инфракрасный источник, стали более стимулированы на развитие.

В недавней статье в журнале Review of Scientific Instruments исследователи из двух китайских университетов описывают новый инструмент, который успешно справляется с заданиями с чрезвычайно высокой чувствительностью, расщепляя инфракрасную радиацию, излучаемую предметом, на длинноволновую часть для обнаружения и средневолновую часть, которая может быть спектрально проанализирована, для правильного распознавания.

Традиционные системы дистанционного измерения используют один датчик как для процесса визуализации и спектральной обработки данных. Новый прибор, изобретенный китайскими исследователями, имеет отдельные датчики для каждого задания и использует дихориальный ответвитель, чтобы разделить инфракрасный сигнал от предмета на две составляющие: длинноволновой инфракрасный пучок (LWIR) и средневолновой инфракрасный пучок (MWIR).

«Пучок LWIR отправляется к датчику визуализации, а MWIR – к датчику спектрального распознавания», - говорит Тьянксю Жанг, автор статьи в газете Review of Scientific Instruments и физик Хуажонского Университета Науки и Технологий. - «Это позволяет нам мгновенно получать высокое пространственное разрешение, частоту смены кадров и спектральное разрешение, имеющие результатом более высокую чувствительность для измерения инфракрасного спектра, чем доступные в настоящее время объединенные устройства инфракрасной визуализации и спектрального анализа».

Исследователи повысили мощность своего прибора, установив его на плоскую вращающуюся платформу. «Когда мы располагаем целевой объект, особенно движущийся, платформа помогает нам держать его в поле зрения и испытывать его инфракрасные лучи», - сообщает Жанг. – «Это дает нам возможность очень точно определить инфракрасную спектральную кривую объекта и лучше использовать данные, чтобы отличить ее от другого инфракрасного радиационного ресурса».

В своем эксперименте исследователи использовали двойную инфракрасную систему дистанционного измерения для наблюдения спектральных кривых солнца и самолетов в полете на дистанции до 6 км. «Мы узнали, что спектральные кривые воздушных движущихся объектов различаются по мере измерения с различных направлений», - говорит Жанг. – «Таким образом, чем больше собрано данных о множественных кривых для объекта, тем больше различаются его инфракрасные характеристики».