Дефектоскопия - одно из важнейших направлений в инженерном деле и в технических науках. Любой дефект в любой системе, будь то просто конструкция или сложный микропроцессор, либо сразу отправляет изделие в ящик с надписью "брак", либо приводит к поломке в самый неподходящий момент. Не говоря уже о критических отказах, который могут привести к страшным последствиям.
Недавние исследования привели к созданию нового уникального терагерцового датчика, который может обнаруживать скрытые дефекты и структуры в материалах. Этот датчик разработан исследователями из Инженерной школы Самуэля Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Калифорнийского института наносистем.
Традиционные системы терагерцовой визуализации используют терагерцовые волны, которые способны проникать через визуально непрозрачные материалы. Они широко применяются в промышленном контроле качества, системах досмотра, биомедицине и оборонной отрасли. Однако существующие системы имеют ограниченную пропускную способность, громоздки и требуют растрового сканирования для получения изображений скрытых объектов.
Новый терагерцовый датчик, разработанный исследователями, может быстро обнаруживать скрытые дефекты или объекты в целевом объеме образца с помощью однопиксельного спектроскопического терагерцового детектора.
Вместо традиционных методов поточечного сканирования и формирования цифрового изображения этот датчик исследует объем исследуемого образца, освещенного терагерцовым излучением, за один снимок , без формирования или цифровой обработки изображения образца.
Новый датчик состоит из серии дифракционных слоев, автоматически оптимизированных с использованием алгоритмов глубокого обучения. После обучения эти слои преобразуются в физический прототип с использованием подходов аддитивного производства, таких как 3D-печать. Это позволяет системе выполнять полностью оптическую обработку без обременительной необходимости растрового сканирования или захвата/обработки цифровых изображений.
Под руководством доктора Айдогана Озджана и доктора Моны Джаррахи, этот датчик служит полностью оптическим процессором, способным искать и классифицировать неожиданные источники волн, вызываемых дифракцией на скрытых дефектах. Это открывает новые возможности для более эффективной искусственного интеллекта в терагерцовой визуализации и зондировании.
Статья, описывающая этот датчик, была опубликована в журнале Nature Communications. Этот сдвиг в технологии терагерцовой визуализации и зондирования позволит улучшить контроль качества в промышленности, обеспечить более точные диагностики в медицине и повысить эффективность систем безопасности и обороны.
Источник:
Цзинси Ли и др., Быстрое обнаружение скрытых объектов и дефектов с помощью однопиксельного дифракционного терагерцового датчика (Jingxi Li et al, Rapid sensing of hidden objects and defects using a single-pixel diffractive terahertz sensor), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42554-2
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
