【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，圣地亞哥，由加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的電氣工程師領(lǐng)導(dǎo)的小組開發(fā)了一種薄型的大型設(shè)備，該設(shè)備將紅外光轉(zhuǎn)換為圖像。測(cè)試表明，該成像儀可用于觀察煙霧，透視硅片以檢查電子板的質(zhì)量和組成，并繪制人的血管圖，同時(shí)監(jiān)控心率，而無(wú)需觸摸對(duì)象的皮膚。
 

　　成像器檢測(cè)到光譜的短波紅外部分，并落在可見光譜的外面。在應(yīng)用中，它將短波紅外光照射到感興趣的物體或區(qū)域上，然后將反射回設(shè)備的低能量紅外光轉(zhuǎn)換為人眼可以看到的較短，較高能量的波長(zhǎng)。
 

　　“它使可見光可見”，加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院的電氣和計(jì)算機(jī)工程學(xué)教授Tina Ng說。
 

　　該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的紅外成像儀將傳感器和顯示組件組合到一個(gè)薄型設(shè)備中。多個(gè)半導(dǎo)體層相互堆疊，每個(gè)半導(dǎo)體層的厚度薄了幾百納米。其中三層由不同的有機(jī)聚合物制成：光電探測(cè)器層，OLED顯示層，以及位于光電檢測(cè)器和OLED顯示層之間的阻擋電子的層。
 

　　光電探測(cè)器層吸收短波紅外光或低能光子，然后產(chǎn)生流到OLED顯示層的電流。在那里，電流被轉(zhuǎn)換為可見圖像(高能光子)。中間層用于防止OLED顯示層在上轉(zhuǎn)換過程中流失任何電流，這就是使設(shè)備產(chǎn)生更清晰圖像的原因。
 

　　研究的第一作者李寧說：“這樣做的好處是，它可以在一個(gè)薄而緊湊的系統(tǒng)中直接進(jìn)行紅外到可見光的轉(zhuǎn)換。 在典型的紅外成像系統(tǒng)中，上轉(zhuǎn)換不是電子的，您需要一個(gè)檢測(cè)器陣列來(lái)收集數(shù)據(jù)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)處理該數(shù)據(jù)以及一個(gè)單獨(dú)的屏幕來(lái)顯示該數(shù)據(jù)。這就是為什么大多數(shù)現(xiàn)有系統(tǒng)體積龐大且昂貴的原因。”
 

　　由于成像器也是用有機(jī)半導(dǎo)體制成的，因此價(jià)格低廉，靈活且在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中使用安全。當(dāng)前正在使用或以前使用的許多紅外成像系統(tǒng)價(jià)格昂貴，體積龐大且復(fù)雜。它們通常需要單獨(dú)的照相機(jī)和顯示器，并且通常由無(wú)機(jī)半導(dǎo)體制成。這些都是昂貴且剛性的，并且由諸如砷和鉛的有毒元素組成。
 

　　與使用無(wú)機(jī)半導(dǎo)體組件的類似設(shè)備相比，該新設(shè)備還提供了更好的圖像分辨率。成像器可以看到更多的短波紅外光譜(類似的系統(tǒng)通常只能看到1200 nm以下)，并且具有2 cm 2的大顯示尺寸。由于成像器是使用薄膜工藝制造的，因此可以輕松且廉價(jià)地按比例放大以制造更大的顯示器。
 

　　另一個(gè)特點(diǎn)是成像儀可以有效地提供光學(xué)和電子讀數(shù)。例如，當(dāng)研究人員將紅外光照射到對(duì)象的手背上時(shí)，成像儀會(huì)在記錄對(duì)象的心率時(shí)提供對(duì)象血管的圖片。
 

　　在另一個(gè)演示中，他們將裝有“出口”圖案的光掩模放在一個(gè)充滿煙霧的小室內(nèi)。他們還在硅片后面放置了一個(gè)帶有“ UCSD”圖案的光掩模。紅外光穿過煙霧和硅，使成像儀可以在這些演示中看到字母。
 

　　研究人員現(xiàn)在的目標(biāo)是提高設(shè)備的效率。
 

　　該研究得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和三星先進(jìn)技術(shù)研究所的支持，發(fā)表在高級(jí)功能材料上。