Innováció a képalkotáshoz

Az innovatív gradiens szűrő lehetővé teszi az elektrokémiai módon történő térbeli abszorpciós folyamat szabályozását, így rugalmasan reagálhat a változó fényviszonyokra – például fényképezés közben. (Reiner Voß, TU Kaiserslautern)

Dipl.-Phys. Alexander Hein (balra) és Dr. Egbert Oesterschulze professzor az „gradEC” nevű BMBF-közös projekt keretében elektromosan vezérelhető gradiens szűrőkkel foglalkoznak. (Reiner Voß, TU Kaiserslautern)

Fotózás közben történő túlkompenzáció – manuális szűrőfelhelyezés és beállítás nélkül: Köszönhetően egy új technikának, amelyet a Kaiserslauterni Műszaki Egyetem (TUK) fizikusai fejlesztettek ki, ez most már lehetséges. Az elektromosan szabályozható gradiens szűrők egy ún. elektrokróm szerkezetet használnak, amely több elektróda elrendezést tartalmaz. Amikor megfelelő feszültségeket alkalmaznak az elektródákra, egy abszorpciós görbe alakul ki, amely színében és irányában szinte bármilyen mértékben beállítható. A kutatók munkájukat többek között a „Solar Energy Materials and Solar Cells” és az „Optics Express” című szaklapokban mutatják be.

Az eltérő fényviszonyok, például egy sötét táj napsütötte égbolttal, optimális fotózása érdekében hasznos csökkenteni a fényerőt a világosabb képrészeken. Profi fotósok és videósok ehhez ún. gradiens szűrőket használnak, vagyis üveglapokat, amelyek világos és sötét részek között átmenetet mutatnak. Egy ilyen szűrő azonban csak egy előre meghatározott szín- és abszorpciós görbét kínál. Ezért különböző erősségű gradiens szűrőkre van szükség, hogy alkalmazkodni tudjon a változó fényviszonyokhoz. Az adott szűrőt a lencse elé kell helyezni, és manuálisan beállítani: ez időigényes és bonyolult folyamat.

A TUK-nál Prof. Dr. Egbert Oesterschulze és PhD-hallgató Dipl.-Phys. Alexander Hein vezetésével az „gradEC” nevű BMBF-támogatású konzorciumi projekt keretében foglalkoznak elektromosan szabályozható gradiens szűrőkkel. A fizikusok egy félvezető nanorészecskékből álló réteget használnak ehhez. Ezekhez elektrokróm molekulákat kötöttek, amelyek optikai abszorpciója elektrokémiai úton szabályozható. „Ezekben a tisztatérben (Nano Structuring Center) készült szerkezetekben először alkalmaztunk több elektródás rendszert, hogy a térbeli abszorpciós görbét nagyon rugalmasan tudjuk beállítani” – magyarázza Oesterschulze professzor, aki a nanostruktúrák fizika és technológia tanszékét vezeti. Ha áram folyik a nanorészecske rétegen, a helyi potenciáltól függően szabályozható színváltozás lép fel a molekulákban, és kialakul a kívánt abszorpciós gradiens. A tudósok ebben a folyamatban képesek mind a görbe erősségét, mind irányát beállítani. A technológia a jövőben például kamerákban vagy kijelzőtechnológiában is alkalmazható lehet.

A TUK kutatói szoros együttműködésben fejlesztik az új típusú gradiens szűrőket a következő partnerekkel: Jos. Schneider Optische Werke GmbH Bad Kreuznachban (Dipl.-Phys. Haag-Pichl), az Osnabrücki Egyetem (Prof. M. Haase, Új Anyagok Kémiai Intézete), a Fraunhofer-CAN (Alkalmazott Nanotechnológia Központ) Hamburgban (Dr. Ch. Gimmler, Dr. Th. Schotten), valamint a Matthews International GmbH (Dr. G. Jenke) Vredenben.

A tanulmányokat a „Solar Energy Materials and Solar Cells” (DOI: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2020.110549) és az „Optics Express” (DOI: https://doi.org/10.1364/OE.393212) szaklapokban tették közzé.

Kérdésekre válaszol:

Prof. Dr. Egbert Oesterschulze
Nanostruktúrák fizika és technológia
Telefon: 0631 205-2680
E-mail: oester@physik.uni-kl.de