L’imaging termico è una tecnica che permette di visualizzare la radiazione termica emessa dagli oggetti, fornendo informazioni preziose in diversi ambiti, dalla navigazione autonoma alla sicurezza, dalla termografia all’imaging medico e al telerilevamento. Tuttavia, gli strumenti tradizionali per l’imaging termico presentano alcune limitazioni, come l’ingombro e la delicatezza, dovuti alla necessità di utilizzare grandi ruote di filtri o interferometri. Per superare questi ostacoli, un gruppo di ricercatori dell’Università di Purdue, guidati da Zubin Jacob, ha sviluppato una nuova tecnologia che sfrutta dispositivi meta-ottici per ottenere immagini termiche più dettagliate.
Il sistema di decomposizione spettro-polarimetrico
La ricerca, pubblicata sulla rivista Optica del Optica Publishing Group, descrive un sistema di decomposizione spettro-polarimetrico che utilizza una pila di metasuperfici rotanti per analizzare la luce termica nelle sue componenti spettrali e polarimetriche. Questo consente al sistema di imaging di catturare dettagli spettrali e di polarizzazione della radiazione termica, oltre alle informazioni di intensità acquisite con l’imaging termico tradizionale. Il sistema è stato combinato con una tradizionale telecamera a infrarossi a lunga lunghezza d’onda e algoritmi di imaging computazionale per creare un sistema di imaging termico spettrale compatto e robusto.
Classificazione dei materiali con l’imaging termico
Per valutare il nuovo sistema, i ricercatori hanno utilizzato vari materiali e microstrutture, ognuno con proprietà spettro-polarimetriche uniche, per comporre la scritta “Purdue”. Utilizzando le informazioni spettro-polarimetriche acquisite con il sistema, sono stati in grado di distinguere accuratamente i diversi materiali e oggetti. Hanno inoltre dimostrato un aumento di tre volte nell’accuratezza della classificazione dei materiali rispetto ai metodi tradizionali di imaging termico, evidenziando l’efficacia e la versatilità del sistema.
Navigazione autonoma e sicurezza
La nuova tecnologia potrebbe essere particolarmente utile in applicazioni che richiedono un’imaging termico dettagliato. Ad esempio, nel campo della sicurezza, potrebbe rivoluzionare i sistemi aeroportuali rilevando oggetti o sostanze nascoste sulle persone. Inoltre, il design compatto e robusto del sistema lo rende adatto a diverse condizioni ambientali, il che lo rende particolarmente vantaggioso per applicazioni come la navigazione autonoma.
Miglioramenti e obiettivi futuri
Oltre a lavorare per ottenere la cattura video con il sistema, i ricercatori stanno cercando di migliorare la risoluzione spettrale, l’efficienza di trasmissione e la velocità di cattura e elaborazione delle immagini. Pianificano inoltre di migliorare il design delle metasuperfici per consentire una manipolazione della luce più complessa e ottenere una risoluzione spettrale più elevata. Infine, vogliono estendere il metodo all’imaging a temperatura ambiente, poiché l’uso delle pile di metasuperfici ha limitato il metodo agli oggetti ad alta temperatura. Per fare ciò, prevedono di utilizzare materiali migliorati, design di metasuperfici e tecniche come i rivestimenti antiriflesso.
