Une étude explique la physique derrière les interfaces concaves réfléchissantes à micro-échelle – des structures qui reflètent la lumière de manière fascinante –

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  • Une nouvelle étude explique la science derrière les interfaces concaves à l’échelle microscopique (MCI) – des structures qui reflètent la lumière pour produire des phénomènes optiques magnifiques et potentiellement utiles.

    “Il est essentiel de pouvoir expliquer comment une technologie fonctionne à quelqu’un avant d’essayer de l’adopter. Notre nouvel article définit comment la lumière interagit avec des interfaces concaves à micro-échelle”, déclare Qiaoqiang Gan, chercheur en ingénierie à l’Université de Buffalo, notant que les applications futures de ces les effets pourraient inclure l’aide aux véhicules autonomes pour reconnaître les panneaux de signalisation.

    La recherche a été publiée en ligne le 15 août dans Matériaux appliqués aujourd’hui, et est présenté dans le numéro de septembre de la revue.

    Gan, PhD, professeur de génie électrique à l’UB School of Engineering and Applied Sciences, a dirigé l’étude collaborative, qui a été menée par une équipe de l’UB, l’Université de Shanghai pour la science et la technologie, l’Université Fudan, l’Université Texas Tech et l’Université Hubei. . Les premiers auteurs sont Jacob Rada, doctorant de l’UB en génie électrique, et Haifeng Hu, PhD, professeur de génie optique-électrique et informatique à l’Université de Shanghai pour la science et la technologie.

    Réflexions qui forment des anneaux de lumière concentriques

    L’étude se concentre sur un matériau rétroréfléchissant – un film mince constitué de microsphères de polymère déposées sur le côté collant d’un ruban transparent. Les microsphères sont partiellement incrustées dans du ruban adhésif et les parties qui dépassent forment des MCI.?

    La lumière blanche qui brille sur ce film est réfléchie d’une manière qui provoque la création d’anneaux arc-en-ciel concentriques, rapporte le nouveau journal. Alternativement, frapper le matériau avec un laser unicolore (rouge, vert ou bleu, dans le cas de cette étude) génère un motif d’anneaux lumineux et sombres. Les réflexions des lasers infrarouges ont également produit des signaux distinctifs constitués d’anneaux concentriques.

    La recherche décrit ces effets en détail et rapporte des expériences qui ont utilisé le film mince dans un panneau d’arrêt. Les motifs formés par le matériau sont clairement apparus à la fois sur une caméra visuelle qui détecte la lumière visible et sur une caméra LIDAR (imagerie laser, détection et télémétrie) qui détecte les signaux infrarouges, explique Rada, co-premier auteur de l’UB.

    “Actuellement, les systèmes de pilotage automatique sont confrontés à de nombreux défis pour reconnaître les panneaux de signalisation, en particulier dans des conditions réelles”, a déclaré Gan. “Les panneaux de signalisation intelligents fabriqués à partir de notre matériau pourraient fournir plus de signaux pour les futurs systèmes qui utilisent conjointement le LIDAR et la reconnaissance de formes visibles pour identifier les panneaux de signalisation importants. Cela peut être utile pour améliorer la sécurité routière des voitures autonomes.”

    “Nous avons démontré une nouvelle stratégie combinée pour améliorer le signal LIDAR et la reconnaissance des formes visibles qui sont actuellement effectuées par les caméras visibles et infrarouges”, a déclaré Rada. “Notre travail a montré que le MCI est une cible idéale pour les caméras LIDAR, en raison des signaux constamment forts qui sont produits.”

    Un brevet américain pour le matériau rétroréfléchissant a été délivré, ainsi qu’un homologue en Chine, avec l’Université de Fudan et UB en tant que détenteurs du brevet. La technologie est disponible sous licence.

    Gan dit que les plans futurs incluent le test du film en utilisant différentes longueurs d’onde de lumière et différents matériaux pour les microsphères, dans le but d’améliorer les performances pour des applications possibles telles que les panneaux de signalisation conçus pour les futurs systèmes autonomes.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université de Buffalo. Original écrit par Charlotte Hsu. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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