A tecnologia da informação desempenha um papel fundamental na sociedade contemporânea, influenciando aspectos como a comunicação social, o entretenimento audiovisual na vida quotidiana e a integração da computação em nuvem e da Internet das Coisas na produção industrial.



Esses cenários estão intrinsecamente ligados à tecnologia da informação. Parte integrante da tecnologia da informação, o processamento de dados de informação é altamente enfatizado. A enorme quantidade de dados informativos levou as pessoas a explorar métodos mais eficazes de armazenamento e extração de dados.

Dentre os inúmeros esquemas, as metassuperfícies apresentam grande potencial no armazenamento de informações devido à sua modulação para diferentes graus de liberdade de luz. No entanto, fornecer detectores compactos e eficientes para recuperação de dados multidimensionais relevantes continua a ser um desafio, especialmente em ambientes complexos.

Em um novo artigo publicado em Light:Science &Applications , uma equipa de cientistas, liderada pelo Professor Hong-Chao Liu do Instituto de Física Aplicada e Engenharia de Materiais da Universidade de Macau, Macau, e colaboradores introduziram um esquema eficiente para a extracção de imagens de metassuperfícies de duas cores.

Eles desenvolveram e fabricaram um detector de camada dupla e pixel único utilizando filmes finos de perovskita com composições distintas. Posteriormente, eles estabeleceram um sistema de imagem de pixel único (SPI) baseado neste detector.

Aproveitando as propriedades seletivas de comprimento de onda inerentes aos dispositivos de perovskita, juntamente com sua alta sensibilidade de detecção, o sistema extrai proficientemente imagens correspondentes a diferentes comprimentos de onda a partir de imagens sobrepostas de metassuperfície de duas cores em uma única medição redonda. O mais interessante é que, quando combinado com as vantagens distintas da imagem de pixel único, esse sistema extrai com precisão imagens da cor alvo, mesmo em ambientes complexos que incluem mídia dispersa e luz de fundo.

O sistema de imagem de pixel único projetado agiliza o processo de extração de imagens de várias cores. Com este sistema de extração de imagens de duas cores, não há necessidade de filtros adicionais para segregar diferentes comprimentos de onda, reduzindo assim o custo dos componentes do sistema e o tempo necessário para a extração de imagens.

O núcleo do sistema de extração de imagens de metassuperfície de duas cores reside no detector de perovskita de pixel único integrado de camada dupla e na modalidade de imagem de pixel único. O dispositivo superior do detector é designado para a absorção de sinais ópticos na faixa de comprimento de onda de 300–600 nm, desempenhando uma função de autofiltração. Enquanto isso, o dispositivo inferior é utilizado para responder a sinais ópticos na faixa de comprimento de onda de 600–820 nm.

Essas duas camadas colaboram para extrair duas imagens de cores diferentes a partir de imagens sobrepostas de metassuperfícies de duas cores em uma única medição redonda. Além disso, a modalidade de imagem de pixel único amplia os cenários de aplicação do sistema de extração de imagens de duas cores, permitindo a extração de imagens alvo nítidas em ambientes contendo meios de dispersão e luz de fundo.

Esses cientistas compararam seu trabalho com outros esquemas de extração de imagens existentes. "Em comparação com propostas convencionais que utilizam câmeras comerciais baseadas em silício para extrair informações armazenadas em diferentes comprimentos de onda em metassuperfícies, nosso DIP-SPD pode extrair claramente imagens de duas cores em um ambiente complexo com meios de dispersão e luz de fundo.

"Diferente dos esquemas de extração de imagem que usam um detector de perovskita de pixel único para varredura de pontos, nosso sistema DIP-SPD contorna o requisito de uma plataforma móvel biaxial x-y, permitindo a extração de imagens de grande tamanho. O detector de pixel único em nosso DIP- O sistema SPD não precisa ser movido e o objeto pode ser visualizado em segundos pelo DMD de operação rápida, que é muito mais rápido do que o método tradicional de imagem de pixel único de varredura raster (~1 hora).

"Comparado com o detector SPI de perovskita para imagens coloridas, nosso DIP-SPD demonstrou sua vantagem como um detector compacto sem filtro que pode extrair informações completas da imagem armazenadas em diferentes comprimentos de onda em uma única medição redonda."

Eles também imaginaram trabalhos futuros. "Através do refinamento adicional da composição do filme de perovskita, é possível obter uma imagem colorida do objeto alvo utilizando um detector de pixel único com uma estrutura de três camadas. Três camadas diferentes podem capturar a imagem de vermelho, verde, e cores azuis, respectivamente.

"Este trabalho não apenas fornece ideias para a extração de imagens de metassuperfície armazenadas em diferentes graus de liberdade de luz, mas também abre caminho para aplicações de imagens coloridas de materiais de perovskita."

Mais informações: doi.org/Jiahao Xiong et al, Detector de perovskita de pixel único para reconhecimento de imagem de metassuperfície de duas cores em ambiente complexo, Luz:Ciência e Aplicações (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01311-2
Informações do diário: Luz:Ciência e Aplicações

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