تحل شريحة الأشعة تحت الحمراء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) محل البصريات المتحركة مع التحكم على مستوى البكسل للكاميرات الأكثر ذكاءً
يمكن لشريحة جديدة طورها باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن تجعل كاميرات الأشعة تحت الحمراء أصغر حجمًا وأكثر ذكاءً وأكثر تنوعًا من خلال السماح لها بضبط كيفية التقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء دون استخدام أجزاء متحركة. يمكن لهذه التكنولوجيا تحسين التصوير الحراري، والكشف عن تسرب الغاز، ومراقبة التلوث، وأنظمة الحوسبة البصرية المستقبلية. يعمل الجهاز كعدسة تعمل بالأشعة تحت الحمراء قابلة للبرمجة ومبنية على شريحة شبه موصلة. وعلى عكس أنظمة الأشعة تحت الحمراء التقليدية التي تعتمد على مكونات ميكانيكية ضخمة لتغيير التركيز، فإن التصميم الجديد يتحكم في الضوء إلكترونيًا على مستوى البكسلات المجهرية الفردية. يمكن لكل بكسل أن يغير بشكل مستقل كيفية تفاعله مع ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة الوارد. وهذا يسمح للعدسة بضبط خصائصها البصرية ديناميكيًا، مما يساعد الكاميرات على جمع أنواع مختلفة من المعلومات من نفس المشهد. قام الباحثون ببناء نموذج أولي على نطاق المختبر باستخدام عمليات التصنيع الشائعة بالفعل في تصنيع شرائح أشباه الموصلات، مما يشير إلى أنه يمكن إنتاج التصميم في النهاية على نطاق صناعي. تم إلغاء قفل التحكم في البكسل. يجمع النظام بين مادة متغيرة الطور وشبكة عارضة من الأسلاك النحاسية مماثلة لتلك المستخدمة في تقنيات العرض. عند تقاطع الأسلاك، تقوم الحرارة المتولدة من خلال السيليكون المخدر بتحويل مناطق صغيرة من المادة بين الحالات البلورية وغير المتبلورة. تغير هذه التغييرات كيفية تعامل كل بكسل مع ضوء الأشعة تحت الحمراء. كانت الأسطح السابقة القابلة للبرمجة تتحكم بشكل عام في عدسة كاملة مرة واحدة أو تتطلب أسلاكًا معقدة لكل بكسل، مما يجعل التصميمات واسعة النطاق صعبة. تعمل بنية العارضة الجديدة على حل هذا التحدي من خلال تمكين التحكم ثنائي الأبعاد على مستوى البكسل مع تقليل التداخل الكهربائي غير المرغوب فيه. قال جوجون هو، أستاذ جون إف إليوت لعلوم وهندسة المواد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “لقد أجرينا بعض الحسابات التي توضح أن هذه البنية تسمح لنا بالتوسع إلى ملايين البكسلات المحتملة دون مواجهة أي مشاكل مع التيارات (غير المقصودة).” “الابتكار الرئيسي هو بنية الشريط المتقاطع هذه، والتي تخلق طريقة قابلة للتطوير لزيادة التبديل على مستوى البكسل للأسطح الوصفية. لم نخترع هذه البنية – فهي تُستخدم في شاشات العرض – ولكنها المرة الأولى التي يستخدمها أي شخص في الأسطح الوصفية النشطة ذات التغير الطوري لإظهار أنه يمكنك الحصول على التحكم على مستوى البكسل. ” قام فريق البحث بتصنيع مصفوفة بيكسلات ذات سطح خارق 6 × 6 ووجدوا أنها تستطيع التبديل بشكل متكرر بين الحالات دون فقدان الوظيفة. نحو تصوير أكثر ذكاءً يقول الباحثون إن التكنولوجيا يمكن أن تدعم تطبيقات تتراوح بين المراقبة البيئية والدفاع. يعد ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة مفيدًا بشكل خاص لأن العديد من الغازات والجزيئات العضوية تمتص الضوء في نطاق الطول الموجي هذا، مما يجعلها ذات قيمة للكشف عن المواد الكيميائية مثل الميثان والبروبان. وقال المؤلف الأول كوزمين كونستانتين بوبيسكو: “قد يمنحنا هذا المزيد من المعلومات أثناء دراستنا للفضاء، أو يساعد في حماية البيئة حيث تريد مراقبة مركبات معينة في الغلاف الجوي”. “التصوير الحراري هو تطبيق آخر، ويمكنك التفكير في التطبيقات العسكرية حيث يتم حاليًا استخدام نظارات الرؤية الليلية.” ويعتقد الفريق أيضًا أن الأسطح الخارقة القابلة للبرمجة يمكن أن تدعم في نهاية المطاف الحوسبة الضوئية، حيث يقوم الضوء بإجراء العمليات الحسابية بدلاً من الدوائر الإلكترونية التقليدية. وقال هو إن الإصدارات المستقبلية يمكن تكوينها لتسليط الضوء على كائنات أو أنماط محددة في الصور بناءً على ما يريد المستخدم اكتشافه. ويعمل الباحثون الآن على زيادة عدد البكسلات وتحسين متانة الجهاز حتى يتمكن من التقاط معلومات أكثر تفصيلاً بالأشعة تحت الحمراء مع البقاء متوافقًا مع تصنيع أشباه الموصلات.
تم النشر: 2026-07-13 18:22:00
