De nouvelles recherches de l'Université de Tel Aviv permettront aux caméras de reconnaître les couleurs que l'œil humain et même les caméras ordinaires sont incapables de percevoir.

La technologie permet d'imager des gaz et des substances comme l'hydrogène, carbone et sodium, dont chacun a une couleur unique dans le spectre infrarouge, ainsi que des composés biologiques que l'on trouve dans la nature mais qui sont « invisibles » à l'œil nu ou aux caméras ordinaires. Il a des applications révolutionnaires dans une variété de domaines allant des jeux informatiques et de la photographie ainsi que les disciplines de la sécurité, médecine et astronomie.

La recherche a été menée par le Dr Michael Mrejen, Yoni Erlich, Dr. Assaf Levanon et Prof. Haim Suchowski du département de physique des matériaux condensés de la TAU. Les résultats de l'étude ont été publiés dans le numéro d'octobre 2020 de Avis sur les lasers et la photonique .

"L'œil humain capte des photons à des longueurs d'onde comprises entre 400 nanomètres et 700 nanomètres, entre les longueurs d'onde du bleu et du rouge, " explique le Dr Mrejen. " Mais ce n'est qu'une infime partie du spectre électromagnétique, qui comprend également les ondes radio, micro-ondes, Rayons X et plus. En dessous de 400 nanomètres il y a un rayonnement ultraviolet ou UV, et au-dessus de 700 nanomètres il y a un rayonnement infrarouge, qui lui-même est divisé en quasi-, infrarouge moyen et lointain.

"Dans chacune de ces parties du spectre électromagnétique, il existe une grande quantité d'informations sur les matériaux codés en tant que « couleurs » qui ont jusqu'à présent été cachées à la vue. »

Les chercheurs expliquent que les couleurs dans ces parties du spectre sont d'une grande importance, puisque de nombreux matériaux ont une signature unique exprimée sous forme de couleur, en particulier dans le domaine de l'infrarouge moyen. Par exemple, les cellules cancéreuses pourraient être facilement détectées car elles ont une concentration plus élevée de molécules d'un certain type.

Les technologies de détection infrarouge existantes sont chères et pour la plupart incapables de restituer ces « couleurs ». En imagerie médicale, des expériences ont été réalisées dans lesquelles des images infrarouges sont converties en lumière visible pour identifier les cellules cancéreuses par les molécules. À ce jour, cette conversion nécessitait des caméras très sophistiquées et coûteuses, qui n'étaient pas nécessairement accessibles pour un usage général.

Mais dans leur étude, Les chercheurs du TAU ont pu développer une technologie bon marché et efficace pouvant être montée sur une caméra standard et permettant, pour la première fois, la conversion de photons de lumière de toute la région de l'infrarouge moyen vers la région visible, à des fréquences que l'œil humain et la caméra standard peuvent capter.

« Nous, les humains, pouvons voir entre le rouge et le bleu. Si nous pouvions voir dans le domaine infrarouge, nous verrions que des éléments comme l'hydrogène, le carbone et le sodium ont une couleur unique, " explique le professeur Suchowski. " Ainsi, un satellite de surveillance de l'environnement pourrait " voir " un polluant émis par une plante, ou un satellite espion verrait où des explosifs ou de l'uranium sont cachés. En outre, puisque chaque objet émet de la chaleur dans l'infrarouge, toutes ces informations pouvaient être vues même la nuit."

Après avoir déposé un brevet pour leur invention, les chercheurs développent la technologie grâce à une subvention du projet KAMIN de l'Autorité de l'innovation, et ils ont déjà rencontré un certain nombre d'entreprises basées en Israël et internationales.