De nouvelles recherches de l’université de Tel-Aviv permettront aux appareils photo de reconnaître des couleurs que l’œil humain et même les appareils ordinaires sont incapables de percevoir.
Cette technologie permet de filmer des gaz et des substances tels que l’hydrogène, le carbone et le sodium, qui ont chacun une couleur unique dans le spectre infrarouge, ainsi que des composés biologiques que l’on trouve dans la nature mais qui sont « invisibles » à l’œil nu ou aux caméras ordinaires. Il a des applications révolutionnaires dans de nombreux domaines, tels que les jeux vidéo et la photographie, ainsi que dans les disciplines de la sécurité, de la médecine et de l’astronomie.
Les recherches ont été menées par le Dr Michael Mrejen, Yoni Erlich, le Dr Assaf Levanon et le professeur Haim Suchowski du département de physique de la matière condensée de TAU. Les résultats de l’étude ont été publiés dans le numéro d’octobre 2020 de Laser & Photonics Reviews.
« L’œil humain capte les photons à des longueurs d’onde comprises entre 400 et 700 nanomètres, c’est-à-dire entre les longueurs d’onde du bleu et du rouge », explique le Dr Mrejen. « Mais ce n’est qu’une infime partie du spectre électromagnétique, qui comprend également les ondes radio, les micro-ondes, les rayons X et bien d’autres encore. En dessous de 400 nanomètres, on trouve les rayons ultraviolets ou UV, et au-dessus de 700 nanomètres, les rayons infrarouges, qui sont eux-mêmes divisés en infrarouge proche, moyen et lointain.
Dans chacune de ces parties du spectre électromagnétique, il y a beaucoup d’informations sur les matériaux encodés en « couleurs » qui étaient jusqu’à présent cachées à la vue ».
Les chercheurs expliquent que les couleurs dans ces parties du spectre sont d’une grande importance, car de nombreux matériaux ont une signature unique exprimée sous forme de couleur, en particulier dans l’infrarouge moyen. Par exemple, les cellules cancéreuses pourraient être facilement détectées car elles ont une concentration plus élevée de molécules d’un certain type.
Les technologies de détection infrarouge existantes sont coûteuses et ne permettent généralement pas de restituer ces « couleurs ». En imagerie médicale, des expériences ont été réalisées dans lesquelles les images infrarouges sont converties en lumière visible pour identifier les cellules cancéreuses par les molécules. Jusqu’à présent, cette conversion nécessitait des caméras très sophistiquées et coûteuses, qui n’étaient pas nécessairement accessibles à un usage général.
Mais dans leur étude, les chercheurs de TAU ont pu développer une technologie peu coûteuse et efficace pouvant être montée sur une caméra standard et permettant, pour la première fois, la conversion de photons de lumière de toute la région de l’infrarouge moyen en région visible, à des fréquences que l’œil humain et la caméra standard peuvent capter.
« Nous, les humains, pouvons voir entre le rouge et le bleu. Si nous pouvions voir dans le domaine de l’infrarouge, nous verrions que des éléments comme l’hydrogène, le carbone et le sodium ont une couleur unique », explique le professeur Suchowski. Ainsi, un satellite de surveillance de l’environnement pourrait « voir » un polluant émis par une usine, ou un satellite espion pourrait voir où des explosifs ou de l’uranium sont cachés. De plus, comme chaque objet émet de la chaleur dans l’infrarouge, toutes ces informations pourraient être vues même la nuit ».
Après avoir déposé un brevet pour leur invention, les chercheurs développent la technologie grâce à une subvention du projet KAMIN de l’Autorité de l’innovation, et ils ont déjà rencontré un certain nombre de sociétés israéliennes et internationales.
https://phys.org/news/2020-11-technology-cameras-capture-invisible-human.html
