Imaging in the Short Wave Infrared (SWIR) provides several advantages over the visible and near-infrared regions: enhanced image resolution in in foggy or dusty environments, deep tissue penetration, surveillance capabilities with eye-safe lasers, assessment of food quality and safety. Commercially available SWIR imagers are fabricated by integrating expensive epitaxial grown III-V compound semiconductor sensors with Si-based readout integrated circuits(ROIC) by indium bump bonding Infrared image sensors made of solution-processed quantum dots have recently emerged as candidates for next-generation SWIR imagers. They combine ease of processing, tunable optoelectronic properties, facile integration with Si-based ROIC and good performance. Here, we review recent research and development trends of various application fields of SWIR image sensors and nano-materials capable of absorption and emission of SWIR band. With SWIR sensible nano-materials, new type of SWIR image sensor can replace current high price SWIR imagers.
적외선 영상기법을 이용해 반절연 GaAs 기판 내의 EL2 영상에 대한 Photoquenching의 영향을 성장원상태(as-grown)의 샘플과 열처리 샘플을 중심으로 분석하였다. 본 논문에서 Quenching 메커니즘은 샘플에 의존적이고 또한 Quenching율은 샘플의 성장조건과 Quenching 온도에 따라 다르다는 것을 영상적으로 정확히 증명하고 있는데 이 기존의 연구내용과는 다소 상충된 새로운 내용이다.
Trond S. Trondsen;John Meriwether;Craig Unick;Andrew Gerrard;Matthew Cooper;Devin Wyatt
Journal of Astronomy and Space Sciences
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제41권2호
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pp.121-138
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2024
Advances in solar-terrestrial physics are generally linked to the development of innovative new sensor technologies, affording us ever better sensitivity, higher resolution, and broader spectral response. Recent advances in low-noise InGaAs sensor technology have enabled the realization of low-light-level scientific imaging within the short-wave infrared (SWIR) region of the electromagnetic spectrum. This paper describes a new and highly sensitive ultra-wide angle imager that offers an expansion of auroral and airglow imaging capabilities into the SWIR spectral range of 900-1,700 nm. The imager has already proven successful in large-area remote sensing of mesospheric temperatures and in providing intensity maps showing the propagation and dissipation of atmospheric gravity waves and ripples. The addition of an automated filter wheel expands the range of applications of an already versatile SWIR detector. Several potential applications are proposed herein, with an emphasis on auroral science. The combined data from this type of instrument and other existing instrumentation holds a strong potential to further enhance our understanding of the geospace environment.
Thermal Imaging systems are reported to be crucial for fire fighting and beginning to be used by fire fighters. The performance of thermal imaging system is determined by both the radiation of infrared from the target and the attenuation of infrared signal in the optical path by the absorption, scattering, diffraction and reflection. In the scene of fire, water drops with various sizes such as vaporized water, wafer mist from sprinkler, and wafer to suppress the fire reside with various gas generated by burning. To measure the transmission of infrared radiation in the scene of fire, fire simulating system and thermal imagers with cooled detector which detects $3{\sim}5{\mu}m$ infrared and uncooled detector fabricated by the MEMS technology which detects $8{\sim}12{\mu}m$ infrared. are made. With thermal imagers and Ire simulating system, the change of thermal image with respect to the change of visibility controlled with the burned fas was measured. It was found that the transmission of infrared was not reduced by the burned gas, which could be explained by the long wavelength of infrared ray compared with visible ray. However, the transmission of infrared ray was largely reduced by the combination of burned gas and water mist supplied by sprinkler. This is contrary to the results of calculated transmission through the pure water mist and shows that the transmission of infrared ray is mostly affected by the compounds of water mist and burned gas. In this case, it was found that the uncooled detector which detects $8{\sim}12{\mu}m$ infrared ray is better than cooled detector which detects $3{\sim}5{\mu}m$ infrared ray for fire fighting.
AKARI has 4 imaging bands in the far-infrared (FIR) and 9 imaging bands that cover the near-infrared (NIR) to mid-infrared (MIR) contiguously. The FIR bands probe the thermal emission from sub-micron dust grains, while the MIR bands observe emission from stochastically-heated very small grains and the unidentified infrared (UIR) band emissions from carbonaceous materials that contain aromatic and aliphatic bonds. The multi-band characteristics of the AKARI instruments are quite efficient to study the spectral energy distribution of the interstellar medium, which always shows multi-component nature, as well as its variations in the various environments. AKARI also has spectroscopic capabilities. In particular, one of the onboard instruments, Infrared Camera (IRC), can obtain a continuous spectrum from 2.5 to $13{\mu}m$ with the same slit. This allows us to make a comparative study of the UIR bands in the diffuse emission from the 3.3 to $11.3{\mu}m$ for the first time. The IRC explores high-sensitivity spectroscopy in the NIR, which enables the study of interstellar ices and the UIR band emission at $3.3-3.5{\mu}m$ in various objects. Particularly, the UIR bands in this spectral range contain unique information on the aromatic and aliphatic bonds in the band carriers. This presentation reviews the results of AKARI observations of the interstellar medium with an emphasis on the observations of the NIR spectroscopy.
Infrared (IR) seeker identifies the location of a target by detecting the infrared energy radiated from the target, and enables the missile to track the target. To improve the tracking performance, a counter- countermeasure (CCM) is essential to minimize the effect of the countermeasure (CM), which is operated by a target to protect itself. In this paper, we propose a crossed array tracker (CAT) using two-color CCM algorithm. The CAT using the proposed algorithm shows better tracking performance by minimizing the effect of CM.
Cho, Steve S.;Teng, Clare W.;Ravin, Emma De;Singh, Yash B.;Lee, John Y.K.
Journal of Korean Neurosurgical Society
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제65권4호
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pp.572-581
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2022
Objective : Compared to microscopes, exoscopes have advantages in field-depth, ergonomics, and educational value. Exoscopes are especially well-poised for adaptation into fluorescence-guided surgery (FGS) due to their excitation source, light path, and image processing capabilities. We evaluated the feasibility of near-infrared FGS using a 3-dimensional (3D), 4 K exoscope with near-infrared fluorescence imaging capability. We then compared it to the most sensitive, commercially-available near-infrared exoscope system (3D and 960 p). In-vitro and intraoperative comparisons were performed. Methods : Serial dilutions of indocyanine-green (1-2000 ㎍/mL) were imaged with the 3D, 4 K Olympus Orbeye (system 1) and the 3D, 960 p VisionSense Iridium (system 2). Near-infrared sensitivity was calculated using signal-to-background ratios (SBRs). In addition, three patients with brain tumors were administered indocyanine-green and imaged with system 1, with two also imaged with system 2 for comparison. Results : Systems 1 and 2 detected near-infrared fluorescence from indocyanine green concentrations of >250 ㎍/L and >31.3 ㎍/L, respectively. Intraoperatively, system 1 visualized strong near-infrared fluorescence from two, strongly gadolinium-enhancing meningiomas (SBR=2.4, 1.7). The high-resolution, bright images were sufficient for the surgeon to appreciate the underlying anatomy in the near-infrared mode. However, system 1 was not able to visualize fluorescence from a weakly-enhancing intraparenchymal metastasis. In contrast, system 2 successfully visualized both the meningioma and the metastasis but lacked high resolution stereopsis. Conclusion : Three-dimensional exoscope systems provide an alternative visualization platform for both standard microsurgery and near-infrared fluorescent guided surgery. However, when tumor fluorescence is weak (i.e., low fluorophore uptake, deep tumors), highly sensitive near-infrared visualization systems may be required.
Intraoperative identification and localization of parathyroid glands are crucial step in preventing postoperative hypocalcemia during thyroid and parathyroid surgery. If there is a method to predict the parathyroid's location rather than detecting and verifying with naked eye, it would make the operator easier to find and identify the parathyroid. Recently, near-infrared light imaging technologies have been introduced in the fields of thyroid and parathyroid surgery to predict the localization of the parathyroid. These are being conducted in two ways: autofluorescence imaging with a unique intrinsic fluorophore in the parathyroid tissues and fluorescence imaging with external fluorescence materials specially absorbed into parathyroid tissues. We are suggest that parathyroid glands can be detected by surgeon with NIR autofluorescence imaging even if they are covered by fibrofatty tissues before they are detected by surgeon's naked eye. These novel techniques are very useful to identify and preserve parathyroid glands during thyroidectomy. In this article, we reviewed the latest papers that describe autofluorescence imaging and exogenous ICG fluorescence imaging of parathyroid glands during thyroid and parathyroid surgery.
정맥의 천자는 병리학적 검사를 위한 혈액 샘플을 획득하기 위해 널리 사용되고 있다. 바늘을 사용한 침습적인 정맥 천자 방법이 반복되서 시행되면 환자가 받는 고통이 증가되는 문제가 있어 본 연구팀은 사전에 소형 근적외선 (near-infrared, NIR) 영상 시스템을 개발하였다. 획득된 NIR 영상의 화질 개선을 위하여 본 연구에서는 노이즈 제거에 효율적으로 잘 알려진 비지역적 평균 (non-local means, NLM) 알고리즘을 모델링하여 시스템에서의 적용 가능성을 분석하고자 한다. 개발된 NIR 영상 시스템은 dichroic 및 long-pass filter를 적외선 (infrared, IR)이 통과하여 최종적으로 CMOS 센서 모듈로 검출되는 원리를 기반으로 구성하였다. 제안하는 NLM 알고리즘은 노이즈를 제거시키고자 하는 픽셀을 주변 픽셀들간의 거리들을 고려한 값으로 대체하는 원리를 기반으로 모델링하였다. 850 nm의 중심 파장을 가진 NIR 영상을 획득 후 NLM 알고리즘을 적용하여 히스토그램 평활화를 통해 최종 정맥 영역을 분할하였다. 결과적으로 NLM 알고리즘을 적용한 정맥의 NIR 영상의 coefficient of variation은 평균 0.247로 기존의 filtering 방법들과 비교하여 우수한 결과값으로 도출되었다. 또한 NLM 알고리즘의 dice similarity coefficient 값은 기존의 median filter와 total variation 방법에 비하여 각각 62.91 및 9.40% 향상된 값이 획득되었다. 결론적으로 NLM 알고리즘은 NIR 영상 시스템으로 획득한 정맥의 정확한 분할이 가능하게 할 수 있음을 증명하였다.
From 2009, CEOU of Seoul National University has been utilizing the United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT) at Mauna Kea, Hawaii, as one of its research facilities. UKIRT is a telescope with 3.8m primary mirror, and it is currently the largest telescope specialized for infrared observations. We will summarize our research activities using UKIRT, which include Infrared Medium-deep Survey (IMS) of proto-clusters and high redshift quasars, NIR imaging programs of Gamma Ray Bursts (GRBs), Gamma Ray sources, and SNUQSO quasars. Our research programs include international collaboration with the UK GRB team, the NASA/Swift team, Pomona College, and National Central University of Taiwan. We will also touch on our future plan of using UKIRT.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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