Команда исследователей из научного института NanoSystems при Калифорнийском институте Лос-Анджелеса разработала устройство, которое понижает блики на изображениях. Разработка в какой применяется разработка двумерного полупроводника, может применять окружающий свет в качестве передового «умного фильтра». Разработчики говорят, что их фильтр помогает сильно повысить качество фото у дешевых камер.
Сделанное устройство размером 0,4 × 0,4 дюйма (1 × 1 сантиметр) обустроено ультратонким прозрачным чипом шириной всего несколько атомов, в каком содержится массив пикселей размером 100 на 100.
«Дешевое устройство размером в пару см могло бы вынудить маломощную камеру трудиться как камера сверхвысокого разрешения. Это сильно удешевило бы доступ к технологиям изображения и сканирования с высочайшим разрешением», — комментирует Айдоган Озджан (Aydogan Ozcan), доктор наук электротехники и компьютерной инженерии Калифорнийского универа Лос-Анджелеса и соработник исследования. Подробности исследования выложены в журнальчике Nature Communications.
Команда исследователей стремилась отыскать материал с наименьшим светопоглощением, но при всем этом способный производить сигнал, достаточный для обработки света. Объект исследования представляет собой прозрачную плоскость размером один квадратный сантиметр. В нём употребляется двумерный полупроводник, который представляет собой узкую плёнку шириной в несколько атомов. Из-за собственной тонкости материал прозрачен, но тем не наименее обладает качествами, позволяющими проходящим через него фотонам продуктивно держать под контролем электропроводность. Для функционирования 2D-полупроводника его подключили при помощи электродов к слою водянистого кристалла. Конечным продуктом оказался умственный светофильтр с разрешением 10 000 пикселей, который может мгновенно и избирательно затемняться нелинейным образом в ответ на широкополосное окружающее освещение.
Из слов команды, каждый пиксель в составе фильтра может перебегать от полной прозрачности к частичной прозрачности и полной непрозрачности. Броско, что для резкого конфигурации состояния требуется малое кол-во фотонов. Исследователи показали работу собственного изобретения с камерой телефона, где он продуктивно уменьшил блики на изображениях.
Кроме понижения бликов камер разработка имеет широкий потенциал внедрения в потребительских и промышленных задачках. К примеру, она может применяться в продвинутых системах замкнутого определения тс и в камерах, которые могут опознать одни объекты, скрывая другие, в шифровании изображений, и еще для резвого и четкого выявления изъянов на механизированных сборочных линиях.
Как отмечают исследователи, аналогичный фильтр имеет огромное количество преимуществ. К примеру, он позволяет обрабатывать входящие изображения без необходимости их преобразования в числовой сигнал, тем ускоряя получение результатов и минимизируя данные, отправляемые в скопление для числовой обработки и хранения.
Разработчики ждут, что их разработка в перспективе будет применяться в дешевых камерах. Также, она может содействовать развитию оптических компов. 1-й из главных заморочек последних являлась трудность получения нелинейных откликов, имеющих решающее значение для генерации сигналов, не строго пропорциональных входному сигналу. Нелинейность в свою очередь имеет решающее значение для сотворения универсальных вычислительных систем, включая ненатуральный ум.
Находящиеся в разработке нелинейные материалы и устройства требуют значимого притока света для действенной работы. Для ублажения этой потребности приходится полагаться на массивные лазеры, ограниченные узенькой полосой электрического диапазона. В качестве кандидатуры можно применять материалы с низкой скоростью поглощения света, но это приводит к понижению скорости обработки. Также, это просит внедрения энергоэффективных материалов, способных впитывать существенное кол-во света, но не применимых для задач, в каких ценность отдается светоэффективности либо прозрачности.
Исследование профессионалов Калифорнийского универа показало, что маленький массив прозрачных пикселей может производить резвую, широкомасштабную и нелинейную реакцию на маломощный окружающий свет. «Действующие решения в нелинейной оптике не слабо отстают от того, что нам надо для приложений зрительных вычислений. А нам необходимы маломощные, широкополосные, с низкими потерями и резвые нелинейности для оптических систем. Наша разработка помогает решить данный вопрос», — добавил Озджан.
