蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，加州大學(xué)圣地亞哥分校（University of California, San Diego）的研究小組設(shè)計了新型紅外成象儀，可穿透煙霧和硅片，有望幫助自動駕駛汽車在惡劣的天氣條件下識別物體。

（圖片來源：https://www.azooptics.com/）

該成象儀可探測到部分紅外光譜，即處于可見光譜（波長在400到700納米之間）之外的短波紅外光（波長在1000到1400納米之間）。但短波紅外成像與熱成像不同，后者檢測人體發(fā)出的相對較長的紅外波長。此種新型紅外成象儀的工作原理是將短波紅外光照射到目標區(qū)域或物體上，然后將反射回該裝置的低能量紅外光轉(zhuǎn)換成能量更高、波長更短的可見光。

盡管紅外成像技術(shù)已經(jīng)存在多年，但大多數(shù)系統(tǒng)都很復(fù)雜、笨重、昂貴，而且通常需要單獨的顯示器和攝像頭。這些系統(tǒng)通常使用無機半導(dǎo)體制造，昂貴并含有危險元素，如鉛和砷。該研究團隊設(shè)計的新型紅外成像儀將顯示器和傳感器集成到單薄的設(shè)備中，使其精簡、緊湊，從而解決了這些問題。而且新型紅外成像儀使用有機半導(dǎo)體設(shè)計，安全、靈活，并具有成本效益。此外，該技術(shù)還提供更好的圖像分辨率。

此種新型成像儀能更直觀地顯示1000到1400納米之間的短波紅外光譜，而現(xiàn)有的類似系統(tǒng)通常只能看到1200納米以下的波長。到目前為止，此款新型成像儀是顯示尺寸最大的紅外成像儀之一，顯示面積為2平方厘米。而且該成像儀采用薄膜工藝制造，不僅更經(jīng)濟，而且易于擴展，制造更大的顯示器。

新型成象儀由許多半導(dǎo)體層組成，每一層的厚度都為數(shù)百納米，并相互疊在一起。其中三層由不同的有機聚合物組成，分別是有機發(fā)光二極管（OLED）顯示層、光電探測器層，以及二者之間的電子阻擋層，它們是成像系統(tǒng)的主要組成部分。光電探測器層通過吸收短波紅外光或低能光子產(chǎn)生電流。電流通過OLED顯示層，變成可見圖像，也就是高能光子。電子阻擋層（中間層）可以防止OLED顯示層丟失電流。此種機制使得該設(shè)備能夠產(chǎn)生更清晰的圖像。

這種將低能光子轉(zhuǎn)化為高能光子的過程稱為上轉(zhuǎn)換。這一上轉(zhuǎn)換過程是電子的，其優(yōu)點是可在薄而緊湊的系統(tǒng)中直接實現(xiàn)從紅外到可見的轉(zhuǎn)換。在典型的紅外成像系統(tǒng)中，上轉(zhuǎn)換不是電子的，需要探測器陣列收集數(shù)據(jù)，需要計算機處理數(shù)據(jù)，以及單獨的屏幕顯示數(shù)據(jù)，因此大多數(shù)現(xiàn)有系統(tǒng)既笨重又昂貴。

該成像儀的另一特點是可以有效地提供電子和光學(xué)讀數(shù)。例如，當(dāng)研究小組用紅外線照射人的手背時，新型成像儀會提供血管的清晰圖像，同時捕捉此人的心率。研究人員還利用新型紅外成像儀透視硅片和煙霧。在演示中，研究小組在充滿煙霧的空間內(nèi)放置印有“EXIT”字樣的光罩。在另一項演示中，他們在硅片背面放置印有“UCSD”字樣的光罩。試驗發(fā)現(xiàn)，紅外線可透過硅和煙霧射入，使成像儀觀察到這兩個字樣，這將能幫助自動駕駛汽車在惡劣的天氣條件下識別物體。目前，研究小組現(xiàn)在正在探索提高成像儀效率的方法。

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