Innovación para la captura de imágenes

El filtro de gradiente innovador permite regular de manera electroquímica el perfil de absorción espacial y, por lo tanto, responder de forma flexible a condiciones de iluminación variables, como al tomar fotografías. (Reiner Voß, TU Kaiserslautern)

Dipl.-Phys. Alexander Hein (izquierda) y el profesor Dr. Egbert Oesterschulze trabajan en el marco del proyecto conjunto del BMBF "gradEC" con filtros de gradiente controlados eléctricamente. (Reiner Voß, TU Kaiserslautern)

Compensar la sobreexposición al fotografiar – sin necesidad de colocar y ajustar filtros manualmente: Gracias a una nueva técnica desarrollada por físicos de la Universidad Tecnológica de Kaiserslautern (TUK), esto ya es posible. Los filtros de gradiente controlados eléctricamente utilizan un componente electrocrómico llamado con una disposición de múltiples electrodos. Cuando se aplican tensiones adecuadas a los electrodos, se establece un perfil de absorción que puede ajustarse casi de forma arbitraria en su intensidad y dirección. Los investigadores presentan su trabajo en revistas especializadas como "Solar Energy Materials and Solar Cells" y "Optics Express".

Para poder fotografiar de manera óptima en diferentes condiciones de luz, como por ejemplo un paisaje oscuro con un cielo soleado, es útil reducir la intensidad de la luz en las áreas más brillantes de la imagen. Los fotógrafos y videógrafos profesionales utilizan para ello filtros de gradiente, es decir, placas de vidrio con un gradiente de brillo a oscuro. Sin embargo, este tipo de filtro solo ofrece un perfil de color y absorción predefinido. Por lo tanto, se necesitan filtros de gradiente con diferentes intensidades para reaccionar a condiciones de luz variables. El filtro adecuado debe colocarse delante del objetivo y ajustarse manualmente: un proceso que consume mucho tiempo y resulta complicado.

En la TUK, el equipo dirigido por el profesor Dr. Egbert Oesterschulze y el doctorando Dipl.-Phys. Alexander Hein trabaja en el marco del proyecto conjunto del BMBF "gradEC" con filtros de gradiente controlados eléctricamente. Los físicos utilizan una capa de nanopartículas semiconductoras, a las que se unen moléculas electrocrómicas cuya absorción óptica puede controlarse electroquímicamente. "Por primera vez, en estos componentes fabricados en la sala limpia (Nano Structuring Center), hemos utilizado un sistema de múltiples electrodos para poder ajustar de manera muy flexible el perfil de absorción espacial", explica el profesor Oesterschulze, que ocupa la cátedra de Física y Tecnología de Nan Estructuras. Cuando pasa corriente por la capa de nanopartículas, dependiendo del potencial local, se produce un teñido controlable de las moléculas y se forma el gradiente de absorción deseado. Los científicos pueden ajustar tanto la intensidad como la dirección del gradiente. Esta tecnología podría usarse en el futuro, por ejemplo, en cámaras o en tecnología de pantallas.

Los investigadores de la TUK desarrollan los nuevos filtros de gradiente en estrecha colaboración con los siguientes socios: Jos. Schneider Optische Werke GmbH en Bad Kreuznach (Dipl.-Phys. Haag-Pichl), Universidad de Osnabrück (Prof. M. Haase, Instituto de Nuevos Materiales Químicos), Fraunhofer-CAN (Centro para Nanotecnología Aplicada) en Hamburgo (Dr. Ch. Gimmler, Dr. Th. Schotten) y Matthews International GmbH (Dr. G. Jenke) en Vreden.

El estudio fue publicado en las revistas especializadas "Solar Energy Materials and Solar Cells" (DOI: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2020.110549) y "Optics Express" (DOI: https://doi.org/10.1364/OE.393212).

Preguntas respondidas por:

Prof. Dr. Egbert Oesterschulze
Física y Tecnología de Nan Estructuras
Tel.: 0631 205-2680
Correo electrónico: oester@physik.uni-kl.de