Bilder der Erde aus dem Weltraum sind faszinierend, aber nicht so einfach zu erfassen. Hier unten machen wir uns Sorgen um Beleuchtung, Fokus und Komposition, wenn wir Bilder für soziale Medien machen. Aber im harten Klima des Weltraums sind die Grundlagen der Fotografie weniger besorgniserregend. Zu den Herausforderungen in dieser Umgebung zählen extreme Temperaturen und hohe Strahlungsniveaus, die die Geräte stören und hochauflösende Bilder über Kommunikationssysteme mit geringer Bandbreite übertragen.
Zwei UCF -Forscher, Department of Materials Science and Engineering und Creol Assistenzprofessorin Leland Nordin, und der Creol -Professor Shuo Sean Pang entwickeln einen Infrarotbilder, der diese Einschränkungen überwinden kann. Ihr Team wird von Sandia National Laboratories geleitet, einem nationalen Labor des US -Energieministeriums (DOE). Das dreijährige Projekt von 450.000 US-Dollar wird durch das Photonic-ermöglichte Tera-Infrarot Imagator (PETRI) Grand Challenge Laboratory Directed Forschung und Entwicklungsprogramm finanziert, das die Forscher auffordert, die nächste Generation von Infrarot-Imaging-Technologien zu schaffen.
„Die großen Herausforderungen mit Fachkenntnissen bringen zusammen, um ein Problem für einen Zeitraum von drei Jahren zu lösen, sagt Shuo Sean Pang, Professor in Creol und Co-Principal-Ermittler des Projekts.„ Durch das Programm können wir das Lösen eines von uns ausgewählten Technologieproblems lösen. “
Eine bessere Kamera bauen
Die Führung des Projekts ist Nordin, der eine gemeinsame Ernennung zwischen dem Ministerium für Materialwissenschaft und Ingenieurwesen und Creol teilt. Er nutzt sein Wissen über Materialien und sein Fachwissen in der Photonik, um einen Teil der Hardware für die Kamera zu erstellen, während Pang und sein Team an Datencodierung und Übertragung arbeiten.
Nordin verwendet strahlungsverträgliche Materialien und eine Form der als Atomschichtabscheidung bekannten Nanostruktur-Form, um den Halbleiter herzustellen, der Infrarotlicht erkennen kann.
„Sie legen den Wafer, das als Substrat bekannt ist, und unterschiedliche Zielelemente in der Kammer, dann erwärmen Sie die Öfen, die die Elemente halten, damit sie aus dem Ofen kommen und in Richtung Substrat aufbauen, um die Atomschicht durch Atomschicht aufzubauen“, sagt er. „Es ist wie Sprühbleal mit Atomen.“
Gleichzeitig bestimmen Pang und sein Team, zu dem der Doktorand von Optik und Photonik, Andrew Klein, und bestimmt, wie ein hochauflösendes Bild aus dem Raum mit minimalem Energieverbrauch aus der Hardware übertragen wird. Laut Pang können sie mit der Zusammenarbeit mit Sandia verschiedene Ideen ausprobieren, einschließlich nicht-traditioneller Datencodierung, um eine hohe Kommunikation mit hoher Effizienz zu erreichen und gleichzeitig die Bildqualität beizubehalten.
Die Schlüsselkomponente: Zusammenarbeit
Für dieses Team ist die Zusammenarbeit eine Schlüsselkomponente des Projekts. Pang arbeitet seit drei Jahren mit Sandia zusammen und Klein hat zuvor ein Praktikum beim National Laboratory abgeschlossen.
Laut Klein lieferte sein Praktikum einen großartigen Trainingsgelände für dieses aktuelle Projekt und er hofft, nach dem Abschluss für ein nationales Labor oder eine platzorientierte Engineering-Organisation zu arbeiten.
„Ich liebe die Weltraumküste“, sagt er. „Ich denke, es gibt viele Möglichkeiten, Raumphotonik anzuwenden. Ingenieure in Betracht ziehen normalerweise nicht in Betracht, Optik zur Lösung von Problemen wie Kommunikation zu verwenden, aber sie können davon profitieren, die Dinge anders zu sehen.“
Nordin sagt, er freue sich besonders über die Zusammenarbeit mit Kreol -Forschern und ist froh, dass diese nationale Herausforderung eine Partnerschaft mit jemandem gefördert hat, der buchstäblich nebenan arbeitet.
„Diese Projekte machen Spaß, weil es eine neue Modalität ist“, sagt er. „Sie lernen Probleme und finden Lösungen für Dinge, die Sie nicht besonders tun.“
Über die Forscher
Leland Nordin ist Assistenzprofessor in den Abteilungen für Materialwissenschaft und -technik und veranstaltet eine gemeinsame Ernennung mit Creol, dem College of Optics and Photonics. Seine modernste Forschung konzentriert sich auf Halbleitermaterial und -geräte der nächsten Generation, die Design, Wachstum, Herstellung und Charakterisierung abdecken. Für seine Arbeit hat Nordin das erhalten Award des Armeeforschungsbüros Early Career Program Award. Vor der UCF war Nordin ein Postdoktorand -Forschungsergebietsmitglied am Geballe -Labor der Stanford University für fortschrittliche Materialien. Er erwarb seinen Doktorand und Master in Elektro- und Computertechnik an der University of Texas unter Austin.de
Sean Pang ist Associate Professor an Creol, College of Optics and Photonics. Er erhielt seine Ph.D. in Elektrotechnik von Caltech und führte seine Postdoktorandenforschung an der Duke University durch. Seine aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Schnittstelle über Computer- und Bildgebungssysteme. Seine Gruppe ist daran interessiert, optoelektronisches System für die Erfassung, Bildgebung und Berechnung von Anwendungen zu modellieren und zu entwickeln, einschließlich der Anwendung von KI bei der Lösung von Bildgebung und photonischen Designproblemen.
https://www.ucf.edu/news/sandia-national-laboratory-taps-ucf-researchers-to-develop-infrared-camera-for-space/