美國(guó)科研機(jī)構(gòu)研發(fā)硫化鋇鈦 有望提升紅外線(xiàn)傳感器性能

據(jù)外媒報(bào)道，自動(dòng)駕駛車(chē)輛的一大技術(shù)挑戰(zhàn)在于：如何確保車(chē)輛能夠探查并感知到目標(biāo)物，特別是在濃霧天氣下。相較于當(dāng)前基于可見(jiàn)光的攝像頭，紅外線(xiàn)攝像頭可提供更好的視野，即使遇到會(huì)折射可見(jiàn)光的濃霧、煙塵或細(xì)微顆粒，其探查及感知能力依然十分出色。
 

南加州大學(xué)維特比工學(xué)院(USC Viterbi School of Engineering)、威斯康星大學(xué)(University of Wisconsin)的科研人員與美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(Air Force Research Laboratories)、美國(guó)密蘇里大學(xué)(University of Missouri)、J.A.Woollam公司的研究人員聯(lián)手開(kāi)發(fā)新材料，或?qū)⒈粦?yīng)用到自動(dòng)駕駛車(chē)輛紅外線(xiàn)探查設(shè)備、應(yīng)急服務(wù)及制造業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)。
 

南加州大學(xué)維特比工學(xué)院材料科學(xué)專(zhuān)業(yè)的助理教授Jayakanth Ravichandran正在研發(fā)一系列新材料——硫系鈣鈦礦(chalcogenide perovskites)。在這類(lèi)材料中，發(fā)現(xiàn)了一款硫化鋇鈦(Barium titanium sulfide，BTS)，該材料可制備成大晶體形態(tài)(large crystal)。

該材料可與光發(fā)生交互反應(yīng)，光的(折射)方向取決于名為雙折射(birefringence)的光屬性。簡(jiǎn)而言之，雙折射效應(yīng)是具有取決于光的偏振和傳播方向的折射率的材料的光學(xué)性質(zhì)。雙折射通常被量化為材料表現(xiàn)的折射率之間的最大差異。雙折射是造成雙重折射現(xiàn)象的原因，當(dāng)光線(xiàn)入射到雙折射材料上時(shí)，光線(xiàn)被偏振分成兩條略微不同的路徑。
 

BTS能夠阻擋光或減緩其速度，這取決于其在何種材料內(nèi)傳輸。研究人員發(fā)現(xiàn)，在已知的結(jié)晶類(lèi)材料中，BTS的雙折射率最高。
 

BTS材料可被用于傳感器設(shè)備，助其過(guò)濾某些光偏振，提升圖像的對(duì)比度。該材料或?qū)⒂兄谶^(guò)濾不同方向的光，從而感知遠(yuǎn)處的目標(biāo)物。值得一提的是，該特性或能大幅提升自動(dòng)駕駛車(chē)載紅線(xiàn)外傳感器的性能，在可見(jiàn)度極差的條件下，依然能為車(chē)載系統(tǒng)提供車(chē)輛的周邊環(huán)境視圖。
 

研究人員認(rèn)為，這類(lèi)紅外感知材料可提升人類(lèi)的感知性。除自動(dòng)駕駛車(chē)輛外，該材料或能實(shí)現(xiàn)熱量感知或溫度探測(cè)。此外，對(duì)用戶(hù)及環(huán)境而言，該類(lèi)材料較為安全。相較于當(dāng)前紅外設(shè)備所用的材料(含汞和鎘)，BTS易于處理。
 

研究人員希望在該領(lǐng)域開(kāi)展大量的試驗(yàn)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的應(yīng)用。