अदृश्य को देखें। सुदूर इन्फ्रारेड ध्रुवीकरण (8-12μm)

ध्रुवीकरण का उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाता है, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध कुछ टेलीविज़न और मूवी थिएटर की 3 डी फिल्मों में स्टीरियो जोड़े का अलगाव है, यह परिपत्र ध्रुवीकरण है। जब फोटो खींचते हैं, तो ध्रुवीकरण फ़िल्टर का उपयोग प्रभाव की वजह से चमकदार चकाचौंध से छुटकारा पाने के लिए किया जाता है जब प्रकाश प्रतिबिंब द्वारा ध्रुवीकृत हो जाता है। लेकिन फोटॉनों के ध्रुवीकरण के बारे में लगभग कोई जानकारी नहीं है जो हम उत्सर्जन करते हैं और हमारे आसपास की वस्तुओं। इंटरनेट पर, आपको व्यावहारिक रूप से जानकारी और उदाहरण नहीं मिलेंगे कि वस्तुओं का सही ध्रुवीकृत विकिरण कैसा दिखता है।

यह सब इस तथ्य के साथ शुरू हुआ कि हमने एक बहुत ही संवेदनशील थर्मल इमेजिंग मॉड्यूल वीएलएम 640 विकसित किया, जिसकी संवेदनशीलता 8-12 किमी की सीमा में 20 mK से अधिक खराब नहीं थी, जो बिना बोल्ट वाले बॉयोमीट्रिक कैमरों के लिए बहुत अच्छा है। सेंसर निर्माता ने हमारी ओर रुख किया और एकीकृत ध्रुवीकरण फिल्टर के साथ बॉयोमीट्रिक डिटेक्टरों की एक प्रायोगिक प्लेट से इंजीनियरिंग का नमूना पेश किया। यह हमारे लिए बहुत सम्मानजनक था, लेकिन साथ ही हमें इस बात की कोई समझ नहीं थी कि हमें आखिर में क्या मिलना चाहिए। प्रौद्योगिकी और विचार ही वस्तुओं के थर्मल क्वांटा-फोटॉनों के हमारे अपने ध्रुवीकरण को देखने के लिए है जो हमें चारों ओर से पूरी तरह से नए हैं, और हमें इस तरह की जानकारी को संसाधित करने का कोई अनुभव नहीं था।

इस लेख में हम आपको थर्मल इमेजिंग रेंज में ध्रुवीकरण दिखाने की कोशिश करेंगे, और RuNet में इस विषय पर यह पहला और एकमात्र लेख है (कम से कम हमें अभी तक ऐसा कुछ नहीं मिला है)।
तो, चलिए शुरू करते हैं ...

हमारे निपटान में पहले विकसित वीएलएम ६४० थर्मल इमेजर के इलेक्ट्रॉनिक्स थे, जिसने 20 एमके से बेहतर एक बॉयोमीट्रिक सेंसर की संवेदनशीलता और निर्माता द्वारा प्रेषित एक ध्रुवीकरण संवेदक प्रदान करना संभव बना दिया। उत्तरार्द्ध की विशिष्टता इस तथ्य में निहित है कि चार पिक्सेल के समूह में प्रत्येक पिक्सेल पर एक पोलराइज़र लगाया जाता है (यह कैसे लगाया जाता है? हमें पूछने की कोशिश भी न करें, निर्माता इसे बाहर नहीं निकाल सकता है)। प्रत्येक फ़िल्टर का ध्रुवीकरण 45 डिग्री से भिन्न होता है। कुल हमारे पास ध्रुवीकरण कोण हैं: 0-180, 45-225, 90-270, 135-315 डिग्री।



एक सेंसर से डेटा सरणी को संसाधित करना पूरी तरह से तुच्छ कार्य नहीं है। यदि प्रारंभ में हमने इसे "हेड ऑन" हल किया है, तो प्रसंस्करण का नवीनतम संस्करण डेबरीज़ एल्गोरिथ्म के समान है, जब प्रत्येक पिक्सेल के प्रसंस्करण में चार से अधिक पड़ोसी पिक्सेल शामिल होते हैं। लेकिन, दुर्भाग्य से, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जबकि परिणामस्वरूप छवि की चमक (तापमान) में 640x512 तत्वों का एक संकल्प है, फिर भी ध्रुवीकरण कोण दो गुना बदतर हैं।

परिणामी वीडियो में तीन छवियां शामिल हैं (बाएं से दाएं): पारंपरिक थर्मल इमेजर से वीडियो, पुनर्निर्माण ध्रुवीकरण कोण, एकीकृत छवि, जहां चमक थर्मल विकिरण है और रंग ध्रुवीकरण का कोण है।

दरअसल, परिणाम को सौ बार पढ़ने के बाद एक बार देखना बेहतर होता है, इसलिए हमने विशेष रूप से लेख के लिए विशेष रूप से सांकेतिक वीडियो रिकॉर्ड किए हैं।



प्रकाश बल्ब

एक ग्लास बल्ब अपने स्वयं के ध्रुवीकरण को प्रदर्शित करने के लिए एक उत्कृष्ट वस्तु है। ग्लास 8-12 माइक्रोन की सीमा में अपारदर्शी है और पूरी तरह से गर्मी को विकिरण करता है, जिसे उस उत्सर्जित कोण के अनुसार ध्रुवीकृत किया जाता है।



छत

प्लास्टिक की छत के साथ एक वीडियो दर्शाता है कि कैसे ध्रुवीकरण आपको किसी वस्तु की सतह संरचना को प्रदर्शित करने की अनुमति देता है। यदि किसी चिकनी वस्तु की सतह पर दोष थे, तो उन्हें ध्रुवीकरण दोष के कारण पता लगाया जा सकता है।



चित्रित धातु का कंटेनर

फ्लैट ऑब्जेक्ट काफी सरलता से निकलते हैं, लेकिन प्रत्येक चेहरा ध्रुवीकरण के एक अलग कोण पर होता है। दृश्यमान रेंज या थर्मल इमेजिंग रेंज में, एक फ्रेम को चेहरे के कोण के बारे में नहीं कहा जा सकता है। विकिरण के ध्रुवीकरण को देखते हुए, यह संभव हो जाता है।



धातु की थाली

एक शुद्ध धातु की थाली एक जटिल वस्तु है, यह विकिरण नहीं करना चाहती है, लेकिन अन्य वस्तुओं से गर्मी को प्रतिबिंबित करने की कोशिश कर रही है। एक वर्ग को एक मार्कर के साथ केंद्र में प्लॉट किया जाता है, यह हिस्सा (प्लास्टिक) थोड़ा बेहतर होता है।



एक गिलास में बर्फ

बर्फ काफी दिलचस्प लग रहा है। सामान्य तौर पर, ध्रुवीकरण सतह के दोषों पर जोर देता है, यहां तक ​​कि मामूली भी। एक संदेह है कि ध्रुवीकरण बर्फ में दरारें पहचानने में मदद कर सकता है। लेकिन यह अभी भी केवल शरद ऋतु है, जबकि यह इतना ठंडा नहीं है, कोई बर्फ नहीं है, और हम अभ्यास में धारणा को सत्यापित करने में सक्षम नहीं हैं =)।

और सड़क से एक वास्तविक छवि का एक अलग फ्रेम।



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परिणाम और निष्कर्ष:

हम 8-12 माइक्रोन की सीमा में वस्तुओं से विकिरण के पंजीकरण का उपयोग करने के सबसे ज्वलंत क्षणों को दिखाने में सक्षम थे। लेकिन, चूंकि हम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकासकर्ता हैं, और फ़ोटोमेट्री या प्रकाशिकी के क्षेत्र में विज्ञान के डॉक्टर नहीं हैं, इसलिए हमारे लिए इस भौतिक संपत्ति और डिवाइस का उपयोग करने की संभावनाओं का आकलन करना मुश्किल है।

जबकि हम कह सकते हैं कि ध्रुवीकरण हमें वस्तु की सतह के बारे में बात करने की अनुमति देता है।

ऐसी धारणाएँ हैं (डिटेक्टर निर्माता के साथ संचार के परिणामों के आधार पर, प्रदर्शनियों में सहकर्मी और इंटरनेट पर बहुत ही दुर्लभ जानकारी) कि वस्तुओं के उत्सर्जन और प्रतिबिंबित करने के ध्रुवीकरण का आकलन करने का प्रभाव निम्नलिखित क्षेत्रों में उपयोग किया जा सकता है:

1. आंतरिक विकिरण और प्रतिबिंब के बीच का अंतर (उदाहरण के लिए, एक पोखर में या रेत / पत्थर से सूरज की चकाचौंध से एक गर्म मशीन)
2. नकाबपोश वस्तुओं की तलाश करें
3. पानी की सतह पर तेल के दाग की खोज करें
4. ख़राब खोज
5. 3D ऑब्जेक्ट ज्यामिति को हटाना
6. पानी की सतह पर एक गर्म वस्तु (एक डूबता हुआ व्यक्ति) का पता लगाना, ऑब्जेक्ट की अपनी विकिरण से सूर्य की चमक को अलग करना।

क्या संवेदनशीलता बढ़ाना संभव है? हां, यह संभव है, लेकिन इसके लिए चेंबर के तापमान को स्थिर करना (इसके संचालन के तापमान को कम करना) और अतिरिक्त अंशांकन करना आवश्यक है, हमने अभी तक ऐसा नहीं किया है, लेकिन ऐसी क्षमता है।

शायद लेख पढ़ने के बाद आपको अंदाजा होगा कि शूटिंग के लिए दिलचस्प होगा - टिप्पणियों में लिखें, चर्चा करें और लागू करने का प्रयास करें।

हमें उम्मीद है कि यह लेख दिलचस्प था, और हम कुछ नया बताने और दिखाने में सक्षम थे जिसका हमने पहले सामना नहीं किया था। मैं अलेक्सई को धन्यवाद देना चाहता हूं, जिन्होंने छवि प्रसंस्करण के लिए गणितीय उपकरण विकसित किया और वीडियो तैयार किया, इल्या, जिन्होंने एक अद्वितीय डिटेक्टर के साथ काम करने के अवसर के लिए एनपीके फोटोनिका टीम को लगभग सभी प्रसंस्करण को स्थानांतरित कर दिया, फिर भी "अदृश्य को देखना" कम से कम दिलचस्प है और रोमांचक।