新型紅外成像儀可將紅外光轉(zhuǎn)換為圖像

加州大學(xué)圣地亞哥分校研究人員開發(fā)了新型紅外成像儀，可以將紅外光轉(zhuǎn)換為圖像，透過煙霧和霧氣可以繪制一個(gè)人的血管圖，同時(shí)監(jiān)測(cè)心率，而不接觸該人的皮膚。

該成像儀檢測(cè)的是紅外光譜的一部分，稱為短波紅外光（波長(zhǎng)為1000至1400納米），它正好在可見光譜（400至700納米）之外。短波紅外成像不能與熱成像混為一談，后者探測(cè)的是人體發(fā)出的更長(zhǎng)紅外波長(zhǎng)。該成像儀的工作原理是將短波紅外光照射到感興趣的物體或區(qū)域，然后將反射回設(shè)備的低能量紅外光轉(zhuǎn)換為人眼可以看到的更短、更高能量的波段。紅外線成像儀提供了一個(gè)人手中血管的清晰圖像，并能看穿硅片等不透明物體，它使不可見的光變得可見。

雖然紅外成像技術(shù)已經(jīng)存在了幾十年，但大多數(shù)系統(tǒng)都很昂貴、笨重和復(fù)雜，往往需要一個(gè)單獨(dú)的攝像頭和顯示器。它們通常還使用無機(jī)半導(dǎo)體制造，成本高并含有砷和鉛等有毒元素。加州大學(xué)圣地亞哥分校開發(fā)的紅外成像儀克服了這些問題。它將傳感器和顯示器結(jié)合到一個(gè)薄的設(shè)備中，使其緊湊而簡(jiǎn)單。它是用有機(jī)半導(dǎo)體制造的，所以它成本低、靈活，可安全用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。它還提供了比一些無機(jī)同類產(chǎn)品更好的圖像分辨率。 

最近發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》上的論文顯示，這種新成像器具有額外的優(yōu)勢(shì)。它能看到更多的短波紅外光譜，從1000到1400納米，它也是迄今為止顯示尺寸最大的紅外成像器之一，面積為2平方厘米。而且，由于該成像器是用薄膜工藝制造的，因此很容易和很便宜地?cái)U(kuò)大規(guī)模。

該成像器由多個(gè)半導(dǎo)體層組成，每個(gè)層都有數(shù)百納米的厚度，相互堆疊在一起。其中三層，每層由不同的有機(jī)聚合物制成，是成像器的關(guān)鍵角色，這三層包括一個(gè)光電探測(cè)器層，一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）顯示層，以及中間的一個(gè)電子阻隔層。

光電探測(cè)器層吸收短波紅外光（低能量光子），然后產(chǎn)生電流。該電流流向OLED顯示層，在那里被轉(zhuǎn)換成可見圖像（高能量光子）。一個(gè)中間層，稱為電子阻擋層，使OLED顯示層不失去任何電流。這就是使設(shè)備能夠產(chǎn)生更清晰圖像。

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