استطاعت
وكالة مشاريع أبحاث الدفاع المتقدمة الأميركية – داربا التوصل إلى قدرة
رؤية حرارية ليلية أصغر حجماً وأقل وزناً بكثير من النظم الحالية، مما يتيح
التوصل إلى تطبيقات عسكرية مهمة في هذا المجال أهمها سهولة الحمل والكلفة
المنخفضة لنظم الرؤية الليلية مع جودة مراقبة عالية.

فإن القوات العسكرية تستخدم أجهزة الكاميرا
العاملة بالأشعة دون الحمراء بالموجة الطويلة (LWIR) كآلات التصوير
الحرارية لاكتشاف وجود الأشخاص خلال الليل.

ويتم عادة تركيب أجهزة الكاميرا هذه على متن
مركبات نظراً لحجمها الكبير بحيث لا يستطيع مقاتل واحد حملها، كما أنّ
ثمنها يُعد باهظاً، مما لا يسمح بنشرها على المستوى الفردي.

ولكنّ باحثي وكالة داربا قد أجروا مؤخراً
اختبارات برهانية على كاميرا جديدة عاملة بالأشعة دون الحمراء بالموجة
الطويلة (LWIR) يبلغ قياس النقطة الضوئية (بكسل) فيها خمسة ميكرون، مما
يؤدي إلى جعل هذا النوع من أجهزة الكاميرا أصغر حجماً وأقل ثمناً.

وقد توصّل الباحثون لدى شركة DRS
Technologies العاملين على برنامج تصاميم حقل الرؤية الواسع المتقدّم
لإعادة تشكيل الصورة واستغلالها(AWARE) الذي تتولاه وكالة داربا، توصّلوا
إلى برهان فعالية أوّل كاميرا LWIR تعمل باستخدام نقاط ضوئية يبلغ حجمها
خمسة ميكرون فقط.

وتعتبر هذه أول كاميرا بالأشعة دون الحمراء
تعمل بنقاط ضوئية (بكسل) أصغر حجماً من الفوتونات الضوئية التي تكشفها.
وللمقارنة، فإنّ حجم كل نقطة ضوئية يساوي 1/12 من حجم شعرة الإنسان أي
حوالي 1/6 من مساحة النقطة الضوئية الأكثر تطوراً في هذا المجال حالياً.

تتألّف المنظومة البؤرية المسطحة (FPA) من
1280x720 نقطة ضوئية، وهي تتميز بدرجة استبانة عالية نسبياً بالنسبة
لكاميرا عاملة بالأشعة دون الحمراء.

تعدّ فوائد تطوير نقاط ضوئية أصغر حجماً
لأجهزة كاميرا LWIR مشابهة لتلك الموجودة في أجهزة الكاميرا المرئية، وتلك
التي يمكن إيجادها في الهواتف الجوالة.

إنّ النقاط الضوئية الأصغر حجماً تعني مكونات بصرية أصغر وتغليف بدون خسارة الحساسية أو الاستبانة أو حقل الرؤية.

كذلك، تسهّل الكثافة الأكبر للنقاط الضوئية
عند منطقة معيّنة عملية التقاط الفوتونات من الهدف وتصويره. فتكون بذلك
النتيجة التراكمية بذلك الكاميرا العاملة بالأشعة دون الحمراء بالموجة
الطويلة LWIR محمولة أخف وأصغر حجماً.

ومن شأن أجهزة الكاميرا LWIR الجديدة هذه أن
تكون أقل كلفة من المستشعرات الحالية، لأنّ كلفة المنظومة المسطحة البؤرية
تختلف نسبياً بحسب مساحة الرقاقة.

تتم معالجة المنظومة المسطحة البؤرية ضمن
حجم محدد للرقاقة، وكلما ازداد عدد المنظومات المسطحة البؤرية التي يمكن
طباعتها على رقاقة صغيرة، انخفضت كلفة كل منظومة أكثر.

وعليه، فإنّ النقاط الضوئية الأصغر حجماً
ستخفض الحجم والوزن واستهلاك الطاقة والكلفة. وتأمل داربا أن يتم اعتماد
فوائد المنظومات المسطحة البؤرية ذات النقاط الضوئية الأصغر حجماً في
العديد من التطبيقات مستقبلاً بعد إجراء التعديلات البصرية المناسبة عليها.

وقال نيبير دار، مدير البرنامج لدى داربا: "تولت شركة DRS بناء ثلاثة نماذج أولية عملانية تماماً، كجزء من عمل داربا هذا."

وأضاف دار: "لقد تم اختبار أجهزة الكاميرا
هذه في العديد من التطبيقات بما فيها الرؤية عبر جسيمات في الهواء، مما
سيكون مفيداً للمروحيات التي تحط في ظروف تعتيم جزئي من الغبار. وقد
اكتشفنا أنّ الصورة الناتجة نضرة تماماً، ويمكن مقارنة أداء هذه المنظومة
المسطحة البؤرية مع تلك التي تتميز بأحجام نقاط ضوئية أكبر بكثير."

وتجدر الإشارة في هذا الإطار إلى أنّ داربا
أعلنت مؤخراً عن إنجازات أخرى بموجب برنامج AWARE بما فيها كاميرا من فئة
الجيغابيكسل وتطويرات قد توفر مناظير تسديد حرارية أصغر حجماً.

المصدر