Nieuw onderzoek van de Universiteit van Tel Aviv zal camera's in staat stellen kleuren te herkennen die het menselijk oog en zelfs gewone camera's niet kunnen waarnemen.

De technologie maakt het mogelijk om gassen en stoffen zoals waterstof, koolstof en natrium, die elk een unieke kleur hebben in het infraroodspectrum, evenals biologische verbindingen die in de natuur voorkomen maar 'onzichtbaar' zijn voor het blote oog of gewone camera's. Het heeft baanbrekende toepassingen op verschillende gebieden, van computergames en fotografie tot de disciplines beveiliging, geneeskunde en astronomie.

Het onderzoek is uitgevoerd door Dr. Michael Mrejen, Yoni Erlich, Dr. Assaf Levanon en prof. Haim Suchowski van de afdeling Fysica van gecondenseerd materiaal van de TAU. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het oktobernummer van 2020 Laser- en fotonica-beoordelingen .

"Het menselijk oog pikt fotonen op bij golflengten tussen 400 nanometer en 700 nanometer - tussen de golflengten van blauw en rood, " legt Dr. Mrejen uit. "Maar dat is slechts een klein deel van het elektromagnetische spectrum, waaronder ook radiogolven vallen, magnetrons, Röntgenfoto's en meer. Beneden 400 nanometer is er ultraviolette of UV-straling, en boven 700 nanometer is er infraroodstraling, die zelf is onderverdeeld in bijna-, midden- en ver-infrarood.

"In elk van deze delen van het elektromagnetische spectrum, er is veel informatie over materialen gecodeerd als 'kleuren' die tot nu toe aan het zicht is onttrokken."

De onderzoekers leggen uit dat kleuren in deze delen van het spectrum van groot belang zijn, aangezien veel materialen een unieke signatuur hebben, uitgedrukt als een kleur, vooral in het midden-infraroodbereik. Bijvoorbeeld, kankercellen kunnen gemakkelijk worden opgespoord omdat ze een hogere concentratie moleculen van een bepaald type hebben.

Bestaande infrarooddetectietechnologieën zijn duur en kunnen die 'kleuren' meestal niet weergeven. Bij medische beeldvorming is er zijn experimenten gedaan waarbij infraroodbeelden worden omgezet in zichtbaar licht om de kankercellen aan de hand van de moleculen te identificeren. Daten, deze conversie vereiste zeer geavanceerde en dure camera's, die niet noodzakelijk toegankelijk waren voor algemeen gebruik.

Maar in hun studie TAU-onderzoekers waren in staat om goedkope en efficiënte technologie te ontwikkelen die op een standaardcamera kan worden gemonteerd en waarmee, Voor de eerste keer, de omzetting van fotonen van licht van het gehele midden-infrarode gebied naar het zichtbare gebied, op frequenties die het menselijk oog en de standaardcamera kunnen opvangen.

"Wij mensen kunnen tussen rood en blauw zien. Als we in het infrarood konden zien, zouden we zien dat elementen zoals waterstof, koolstof en natrium hebben een unieke kleur, " legt prof. Suchowski uit. "Dus een satelliet voor milieumonitoring kan een verontreinigende stof 'zien' die wordt uitgestoten door een plant, of een spionagesatelliet zou zien waar explosieven of uranium worden verborgen. In aanvulling, aangezien elk object warmte afgeeft in het infrarood, al deze informatie was zelfs 's nachts te zien."

Na het registreren van een octrooi op hun uitvinding, de onderzoekers ontwikkelen de technologie via een subsidie ​​van het KAMIN-project van de Innovation Authority, en ze hebben al een ontmoeting gehad met een aantal zowel in Israël gevestigde als internationale bedrijven.