Les technologies de l'information jouent un rôle central dans la société contemporaine, influençant des aspects tels que la communication sociale, le divertissement audiovisuel dans la vie quotidienne et l'intégration du cloud computing et de l'Internet des objets dans la production industrielle.
Ces scénarios sont intimement liés aux technologies de l’information. Faisant partie intégrante des technologies de l’information, le traitement des données d’information est fortement mis en avant. Les données massives ont incité les gens à explorer des méthodes plus efficaces de stockage et d'extraction de données.
Parmi les nombreux schémas, les métasurfaces présentent un grand potentiel en matière de stockage d'informations en raison de leur modulation pour différents degrés de liberté de la lumière. Cependant, fournir des détecteurs compacts et efficaces pour la récupération de données multidimensionnelles pertinentes reste un défi, en particulier dans des environnements complexes.
Dans un nouvel article publié dans Light :Science &Applications , une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Hong-Chao Liu de l'Institut de physique appliquée et de génie des matériaux de l'Université de Macao, Macao, et ses collègues ont introduit un schéma efficace pour l'extraction d'images de métasurface bicolores.
Ils ont conçu et fabriqué un détecteur double couche à pixel unique utilisant des films minces de pérovskite de compositions distinctes. Par la suite, ils ont mis en place un système d'imagerie à pixel unique (SPI) basé sur ce détecteur.
Tirant parti des propriétés de sélection de longueur d'onde inhérentes aux dispositifs à pérovskite, ainsi que de leur sensibilité de détection élevée, le système extrait avec compétence des images correspondant à différentes longueurs d'onde à partir d'images métasurfaces bicolores superposées en une seule mesure. Plus intéressant encore, lorsqu'il est combiné aux avantages distinctifs de l'imagerie à pixel unique, ce système extrait avec précision les images de la couleur cible, même dans des environnements complexes incluant des supports diffusants et une lumière de fond.
Le système d’imagerie à pixel unique conçu rationalise le processus d’extraction d’images de différentes couleurs. Avec ce système d'extraction d'images bicolores, il n'est pas nécessaire d'avoir recours à des filtres supplémentaires pour séparer les différentes longueurs d'onde, réduisant ainsi à la fois le coût des composants du système et le temps requis pour l'extraction des images.
Le cœur du système d’extraction d’images de métasurface bicolore réside dans le détecteur à pixel unique à pérovskite intégré à double couche et dans la modalité d’imagerie à pixel unique. Le dispositif supérieur du détecteur est conçu pour l'absorption des signaux optiques dans la plage de longueurs d'onde de 300 à 600 nm, jouant ainsi un rôle d'auto-filtrage. Pendant ce temps, l'appareil inférieur est utilisé pour répondre aux signaux optiques dans la plage de longueurs d'onde de 600 à 820 nm.
Ces deux couches collaborent pour extraire deux images de couleurs différentes à partir d’images de métasurface bicolores qui se chevauchent en une seule mesure ronde. De plus, la modalité d'imagerie à pixel unique élargit les scénarios d'application du système d'extraction d'images bicolores, permettant l'extraction d'images cibles claires dans des environnements contenant des supports diffusants et une lumière de fond.
Ces scientifiques ont comparé leurs travaux à d’autres systèmes d’extraction d’images existants. "Par rapport aux propositions conventionnelles qui utilisent des caméras commerciales à base de silicium pour extraire des informations stockées à différentes longueurs d'onde dans les métasurfaces, notre DIP-SPD peut clairement extraire des images bicolores dans un environnement complexe avec des supports diffusants et une lumière de fond.
"Différent des schémas d'extraction d'images qui utilisent un détecteur de pérovskite à pixel unique pour le balayage ponctuel, notre système DIP-SPD contourne l'exigence d'une plate-forme mobile biaxiale x-y, permettant ainsi l'extraction d'images de grande taille. Le détecteur à pixel unique de notre DIP- Le système SPD n'a pas besoin d'être déplacé et l'objet peut être photographié en quelques secondes grâce au DMD à fonctionnement rapide, qui est beaucoup plus rapide que la méthode traditionnelle d'imagerie à pixel unique par balayage raster (~ 1 heure).
"Comparé au détecteur pérovskite SPI pour l'imagerie colorée, notre DIP-SPD a démontré son avantage en tant que détecteur compact sans filtre capable d'extraire des informations d'image complètes stockées à différentes longueurs d'onde en une seule mesure."
Ils ont également envisagé les travaux futurs. "En affinant davantage la composition du film de pérovskite, il est possible d'obtenir une image en couleur de l'objet cible en utilisant un détecteur à un seul pixel doté d'une structure à trois couches. Trois couches différentes peuvent capturer l'image du rouge, du vert et du rouge. couleurs bleues, respectivement.
"Ce travail fournit non seulement des idées pour l'extraction d'images de métasurface stockées dans différents degrés de liberté de lumière, mais ouvre également la voie à des applications d'imagerie couleur des matériaux pérovskites."
Plus d'informations : doi.org/Jiahao Xiong et al, Détecteur à pixel unique pérovskite pour la reconnaissance d'imagerie métasurface bicolore dans un environnement complexe, Lumière :Science et applications (2023). DOI :10.1038/s41377-023-01311-2
Informations sur le journal : La lumière :science et applications
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