Informationsteknik spelar en central roll i det moderna samhället och påverkar aspekter som social kommunikation, audiovisuell underhållning i det dagliga livet och integrationen av molnberäkningar och sakernas internet i industriell produktion.
Dessa scenarier är intrikat kopplade till informationsteknologi. Bearbetning av informationsdata är en integrerad del av informationsteknologin och betonas mycket. Den massiva informationsdatan har fått människor att utforska mer effektiva metoder för datalagring och extrahering.
Bland de många systemen visar metasytor stor potential för informationslagring på grund av deras modulering för olika grader av ljusets frihet. Att tillhandahålla kompakta och effektiva detektorer för relevant flerdimensionell datahämtning är dock fortfarande en utmaning, särskilt i komplexa miljöer.
I en ny artikel publicerad i Light:Science &Applications , ett team av vetenskapsmän, ledda av professor Hong-Chao Liu från Institutet för tillämpad fysik och materialteknik, University of Macau, Macao, och medarbetare har introducerat ett effektivt system för extraktion av metasytor i två färger.
De utarbetade och tillverkade en dubbellagers enkelpixeldetektor med användning av tunna perovskitfilmer med distinkta kompositioner. Därefter etablerade de ett system för enkelbildsavbildning (SPI) baserat på denna detektor.
Genom att utnyttja de våglängdselektiva egenskaperna som är inneboende i perovskite-enheter, tillsammans med deras höga detektionskänslighet, extraherar systemet skickligt bilder som motsvarar olika våglängder från överlappande dubbelfärgade metasytbilder i en enda rund mätning. Mer intressant, när det kombineras med de distinkta fördelarna med enpixelbildbehandling, extraherar detta system exakt bilder av målfärgen även i komplexa miljöer som inkluderar spridningsmedia och bakgrundsljus.
Det designade enpixelbildsystemet effektiviserar processen att extrahera bilder i olika färger. Med detta tvåfärgade bildextraktionssystem finns det inget behov av ytterligare filter för att separera olika våglängder, vilket minskar både kostnaden för systemkomponenter och den tid som krävs för bildextraktion.
Kärnan i det dubbelfärgade metasytorbildsextraktionssystemet ligger i den dubbellagers integrerade perovskite-enpixeldetektorn och enpixelbildsmodaliteten. Detektorns övre enhet är avsedd för absorption av optiska signaler inom våglängdsområdet 300–600 nm, och har en självfiltrerande roll. Samtidigt används den nedre enheten för att svara på optiska signaler inom våglängdsområdet 600–820 nm.
Dessa två lager samarbetar för att extrahera två bilder i olika färger från överlappande tvåfärgade metasytor i en enda rund mätning. Dessutom breddar enpixelbildmodaliteten tillämpningsscenarierna för tvåfärgsbildextraktionssystemet, vilket möjliggör extrahering av tydliga målbilder i miljöer som innehåller spridningsmedia och bakgrundsljus.
Dessa forskare jämförde sitt arbete med andra befintliga bildextraktionsscheman. "Jämfört med konventionella förslag som använder kiselbaserade kommersiella kameror för att extrahera information lagrad vid olika våglängder i metasytor, kan vår DIP-SPD tydligt extrahera tvåfärgsbilder i en komplex miljö med spridningsmedia och bakgrundsljus.
"Till skillnad från de bildextraktionsscheman som använder en enpixel perovskitdetektor för punktskanning, kringgår vårt DIP-SPD-system kravet på en x-y biaxiell rörlig plattform, vilket möjliggör extrahering av stor storlek. Enkelpixeldetektorn i vår DIP- SPD-systemet behöver inte flyttas, och objektet kan avbildas på några sekunder med den snabba DMD, som är mycket snabbare än den traditionella rasterskanningsmetoden med en pixel (~1 timme).
"Jämfört med perovskite SPI-detektorn för färgglada bilder visade vår DIP-SPD sin fördel som en kompakt filterfri detektor som kan extrahera komplett bildinformation lagrad vid olika våglängder i en enda rund mätning."
De såg också för sig framtida arbete. "Genom ytterligare förfining av perovskitfilmskompositionen är det möjligt att få en fullfärgsbild av målobjektet med hjälp av en enpixeldetektor med en struktur i tre lager. Tre olika lager kan fånga bilden av rött, grönt och blå färger, respektive.
"Detta arbete ger inte bara idéer för extraktion av metasytor lagrade i olika ljusfrihetsgrader, utan banar också väg för färgavbildningstillämpningar av perovskitmaterial."
Mer information: doi.org/Jiahao Xiong et al, Perovskite-enpixeldetektor för dubbelfärgsmetasytorigenkänning i komplex miljö, Light:Science &Applications (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01311-2
Journalinformation: Ljus:Vetenskap och tillämpningar
Tillhandahålls av TranSpread
