Une nouvelle version de caméra à un pixel vient d’être développée par des chercheurs de l’université de Rice. Combinée aux rayons terahertz, elle pourrait apporter des percées technologiques dans le domaine des télécommunications, du traitement des signaux, de la médecine et des systèmes de sécurité. Ces recherches ont été financées par la National Science Foundation et la National Aeronautics and Space Administration.
Les premiers systèmes de capture d’images à un pixel ont été développés en 2006. Une image est créée en capturant de façon très rapide un seul point de lumière, plusieurs milliers de fois à la suite. A chaque prise, un filtre composé aléatoirement de "0" et de "1" est placé entre l’image et les détecteurs. Pour les prototypes basés sur la lumière, ce filtre est réalisé par des DMD "digital micromirror device". Un DMD est composé de plusieurs milliers de miroirs de la taille d’un microbe qui ne peuvent réfléchir que dans 2 directions. Selon Victor E. Cameron, professeur of Electrical and Computer Engineering "grâce aux nouvelles avancées mathématiques acquises récemment nous sommes capables d’obtenir une image cohérente". La qualité de l’image en sortie est semblable à celle d’un million de pixels. Une caméra à un pixel est utile pour des applications scientifiques où la photographie digitale n’est pas disponible. Selon Kevin Kelly assistant professeur of Electrical and Computer Engineering "pour certaines longueurs en dehors du spectre visible, il est souvent trop coûteux de produire un grand nombre de détecteurs". Les premiers essais concluants en laboratoire ont permis d’obtenir une image en 5 minutes. Ce procédé de capture d’images associé aux rayons terahertz permettrait de réduire ce temps.
La technologie terahertz s’appuie sur des composants capables d’émettre et d’être sensibles dans une bande spectrale comprise entre 500 gigahertz et 10 terahertz. Une des particularités intéressantes de ces rayons, est de posséder des propriétés proches à la fois de la lumière et des ondes radios. Ils peuvent être émis par une antenne en métal mais peuvent aussi se réfléchir sur des miroirs. Ils peuvent être focalisés par des lentilles mais peuvent être perçus dans un circuit électrique par leur champ magnétique. Une autre propriété des ces rayons est qu’ils se réfléchissent sur le métal mais passent au travers de la plupart des autres matériaux.
Une caméra utilisant la technologie terahertz pourrait donc être utilisée dans un grand nombre de domaines, en particulier dans les systèmes de sécurité. En effet, en plus de se réfléchir sur le métal, de passer à travers les vêtements, les rayons terahertz se réfléchissent et se transmettent selon une combinaison spécifique à chacun des plastiques explosifs connus des milieux terroristes ; ce qui permettrait de les détecter et de les distinguer facilement. De plus, contrairement aux Rayons-X, une radiation terahertz ne possède pas assez d’énergie pour traverser la peau et ne comporte pas, à priori, de risque pour la santé. Ce type de caméra pourrait trouver des applications en médecine pour la recherche des tumeurs, ou militaires pour détecter des mines dans le sol.
Source :
– "A pixel’s worth 1,000 words"- Jade Boyd -10/12/2006 – https://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=8912&SnID=1686018925
– "Single-pixel camera has multiple futures" – https://www.rice.edu/nationalmedia/news2008-10-14-singlepixel.shtml
– "T-Rays vs. Terrorists" -John F. Federici – July 2007 – https://spectrum.ieee.org/jul07/5278/1
Pour en savoir plus, contacts :
– Le site de la NSF : https://www.nsf.gov/
– "Le monde a ses raisons, la physique au coeur du quotidien". Jean-Michel Courty et Edouard Kierlik. Editions Belin-Pour la Science. Mars 2006.
Code brève
ADIT : 56483
Rédacteur :
Arnaud Souillé ; [email protected]
