Chip inframerah MIT menggantikan optik bergerak dengan kontrol tingkat piksel untuk kamera yang lebih cerdas
Sebuah chip baru yang dikembangkan oleh para peneliti MIT dapat membuat kamera inframerah lebih kecil, lebih cerdas, dan lebih serbaguna dengan memungkinkan mereka menyesuaikan cara menangkap cahaya inframerah tanpa menggunakan bagian yang bergerak. Teknologi ini dapat meningkatkan pencitraan termal, deteksi kebocoran gas, pemantauan polusi, dan sistem komputasi optik masa depan. Perangkat ini bertindak sebagai lensa inframerah yang dapat diprogram yang dibangun di atas chip semikonduktor. Tidak seperti sistem inframerah konvensional yang mengandalkan komponen mekanis besar untuk mengubah fokus, desain baru ini mengontrol cahaya secara elektronik pada tingkat piksel mikroskopis individual. Setiap piksel dapat secara mandiri mengubah cara berinteraksi dengan cahaya inframerah tengah yang masuk. Hal ini memungkinkan lensa menyesuaikan sifat optiknya secara dinamis, membantu kamera mengumpulkan berbagai jenis informasi dari pemandangan yang sama. Para peneliti membangun prototipe skala laboratorium menggunakan proses manufaktur yang sudah umum dalam fabrikasi chip semikonduktor, sehingga menunjukkan bahwa desain tersebut pada akhirnya dapat diproduksi pada skala industri. Kontrol piksel tidak terkunci Sistem ini menggabungkan material pengubah fase dengan jaringan palang kabel tembaga yang serupa dengan yang digunakan dalam teknologi tampilan. Di persimpangan kabel, panas yang dihasilkan melalui silikon yang didoping mengalihkan bagian kecil material antara keadaan kristal dan amorf. Perubahan tersebut mengubah cara setiap piksel memanipulasi cahaya inframerah. Metasurface yang dapat diprogram sebelumnya umumnya mengontrol seluruh lensa sekaligus atau memerlukan kabel rumit untuk setiap piksel, sehingga membuat desain skala besar menjadi sulit. Arsitektur palang baru memecahkan tantangan tersebut dengan mengaktifkan kontrol tingkat piksel dua dimensi sekaligus mengurangi gangguan listrik yang tidak diinginkan. “Kami melakukan beberapa perhitungan yang menunjukkan bahwa arsitektur ini memungkinkan kami untuk menskalakan hingga jutaan piksel tanpa mengalami masalah apa pun dengan arus (yang tidak diinginkan),” kata Juejun Hu, Profesor Sains dan Teknik Material John F. Elliott di MIT. “Inovasi utamanya adalah arsitektur palang ini, yang menciptakan cara terukur untuk meningkatkan peralihan tingkat piksel pada metasurfaces. Kami tidak menemukan arsitektur ini – arsitektur ini digunakan dalam tampilan – namun ini adalah pertama kalinya seseorang menggunakannya untuk metasurface perubahan fase aktif untuk menunjukkan bahwa Anda bisa mendapatkan kontrol tingkat piksel.” Tim peneliti membuat susunan piksel metasurface berukuran 6 kali 6 dan menemukan bahwa array tersebut dapat berulang kali berpindah antar status tanpa kehilangan fungsionalitas. Menuju pencitraan yang lebih cerdas Para peneliti mengatakan teknologi ini dapat mendukung aplikasi mulai dari pemantauan lingkungan hingga pertahanan. Cahaya inframerah-tengah sangat berguna karena banyak gas dan molekul organik menyerap cahaya dalam rentang panjang gelombang ini, sehingga berharga untuk mendeteksi bahan kimia seperti metana dan propana. “Ini bisa memberi kita lebih banyak informasi saat kita mempelajari ruang angkasa, atau membantu perlindungan lingkungan saat kita ingin memantau senyawa tertentu di atmosfer,” kata penulis pertama Cosmin-Constantin Popescu. “Pencitraan termal adalah aplikasi lain, dan Anda bisa membayangkan aplikasi militer di mana kacamata penglihatan malam saat ini sedang digunakan.” Tim juga percaya bahwa metasurface yang dapat diprogram pada akhirnya dapat mendukung komputasi optik, di mana cahaya melakukan komputasi dibandingkan sirkuit elektronik konvensional. Hu mengatakan versi masa depan dapat dikonfigurasi untuk menyorot objek atau pola tertentu dalam gambar berdasarkan apa yang ingin dideteksi pengguna. Para peneliti kini berupaya meningkatkan jumlah piksel dan meningkatkan daya tahan perangkat sehingga dapat menangkap informasi inframerah yang lebih detail namun tetap kompatibel dengan manufaktur semikonduktor.
Diterbitkan : 2026-07-13 17:22:00
sumber : interestingengineering.com
