A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) lançou um programa de cinco anos para desenvolver sensores infravermelhos revolucionários. Os sensores de nova geração devem ter sensibilidade a um único fóton e ao mesmo tempo ser compactos e operar em temperatura ambiente. É até impossível imaginar o escopo completo de tais sistemas, mas isso definitivamente mudará a vigilância por vídeo, a medicina e muito mais.
Fonte da imagem: DARPA
Sensores modernos com sensibilidade a um único fóton devem ser resfriados a temperaturas criogênicas, e isso ocorre no contexto do fato de que eles são volumosos e requerem fontes de energia poderosas. O programa DARPA OpTIm (Optomechanical Thermal Imaging) envolve descobertas na interseção de várias ciências fundamentais na física dos materiais, fotônica e metrologia, bem como na ciência dos materiais. Ressaltamos que a DARPA espera uma revolução, não evolução.
«Não buscamos simplesmente complementar os métodos de detecção IR existentes com melhorias evolutivas na leitura do sinal, supressão de ruído ou seletividade espectral. O que torna este programa interessante do ponto de vista científico e aplicado é que o OpTIm procura combinar soluções inovadoras na intersecção da optomecânica, física dos materiais, fotónica e metrologia de forma a lançar um novo olhar sobre um problema antigo”, afirma a DARPA.
Ao alcançar a sensibilidade quântica para sensores IR de temperatura ambiente de próxima geração, sistemas de vigilância de campo de batalha, visão noturna e imagens terrestres e espaciais podem ser transformados. Também permitirá muitas aplicações comerciais, desde a espectroscopia de infravermelho para diagnósticos não invasivos de câncer até a detecção altamente precisa e instantânea de patógenos na respiração humana ou no ar, bem como na identificação de ameaças à agricultura.
O programa DARPA OpTIm é projetado para 5 anos (60 meses) e é dividido em duas fases de 30 meses. Assume-se que o trabalho de investigação será desenvolvido em três áreas principais, mais precisamente, baseia-se numa combinação das três áreas selecionadas. A primeira é o desenvolvimento de ressonadores optomecânicos que fornecerão uma plataforma ultrassensível com alto isolamento. Em segundo lugar, detectores totalmente ópticos devem ser criados para detectar sinais no nível quântico com baixo ruído. Em terceiro lugar, são necessários metamateriais com absorção de IR espectralmente seletiva “sob medida”, o que permitirá a detecção extremamente precisa dos comprimentos de onda desejados.
«Se os pesquisadores puderem atender aos parâmetros do programa, permitiremos a detecção de IR com sensibilidade, controle espectral e tempo de resposta de ordem de magnitude melhor do que os dispositivos IR de temperatura ambiente existentes”, disse Mukund Vengalattore, gerente do programa OpTIm do Departamento de Ciências da Defesa da DARPA.