El proyecto de Detección de Conversión Ascendente de Fotón Único (SPUD) está liderado por el Centro Fraunhofer de Fotónica Aplicada (CAP), en colaboración con Covesion Ltd., y financiado por el Programa de Tecnologías Habilitantes (ETP) de la Agencia Espacial del Reino Unido (UKSA). Su objetivo es desarrollar un sistema de imágenes de conversión ascendente de fotón único MIR altamente eficiente, aprovechando la tecnología de guía de ondas de niobato de litio µm (PPLN) de polarización periódica de Covesion Ltd., ampliando sus capacidades a longitudes de onda MIR, hasta el límite de transparencia del material de 5 µm.
El proyecto SPUD se centra en tres objetivos clave:
- Desarrollar guías de ondas PPLN: diseñar guías de ondas que admitan longitudes de onda MIR para una conversión ascendente eficiente.
- Diseño de una configuración de conversión ascendente óptica: establecimiento de un sistema de conversión ascendente de frecuencia de alta eficiencia.
- Demostrar imágenes de conversión ascendente: validar el rendimiento del sistema a través de imágenes de alta fidelidad.
Los criterios de éxito del proyecto se basan en la fidelidad de la imagen, el rango de distancia de captura de la imagen y el tiempo de adquisición, lo que garantiza que el sistema pueda desarrollarse aún más para satisfacer las rigurosas demandas de las aplicaciones espaciales.
Las tecnologías de detección MIR actualmente en uso, como los sensores de HgCdTe, se enfrentan a desafíos como la baja eficiencia de detección, los altos niveles de ruido y la necesidad de refrigeración criogénica. El método de conversión ascendente de SPUD transforma la luz MIR al espectro visible/infrarrojo cercano (NIR) µm , una transición que ofrece varias ventajas gracias al uso de la tecnología dectoya desarrollada en estas longitudes de onda más cortas:
- Mayor eficiencia de detección: proporciona niveles de ruido reducidos y una relación señal-ruido mejorada.
- Resolución de tiempo más rápida: ideal para aplicaciones como LIDAR de precisión y teledetección.
- Eliminación del enfriamiento criogénico : un cto para aplicaciones espaciales, que reduce el peso y el consumo de µm .
La obtención de imágenes y sensores MIR es crucial para una amplia gama de aplicaciones, incluidas la observación de la Tierra y el monitoreo ambiental, permitiendo la detección de emisiones de gases de efecto invernadero y liberaciones de sustancias peligrosas.
La detección MIR también es aplicable a las comunicaciones ópticas, aprovechando la ventana de transmisión atmosférica MIR para una mayor eficiencia en las comunicaciones. Para LIDAR e imágenes 3D, la detección mejorada en la región espectral del infrarrojo medio ofrece una penetración superior a través del humo y la niebla, lo que optimiza las capacidades de detección.
SPUD representa un paso transformador en la detección e imagen MIR, ofreciendo una alternativa disruptiva a las tecnologías de sensores existentes. Al combinar la experiencia de Fraunhofer CAP y Covesion, este proyecto allana el camino para soluciones rentables y de alto rendimiento en ciencia espacial, monitorización ambiental y otros ámbitos. Con su gran potencial de comercialización y su continuo avance tecnológico, SPUD está llamado a redefinir el panorama de la detección e imagen MIR.
El proyecto tiene una duración de 13 meses y comienza en septiembre de 2023.
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