Winzige Lichtdetektoren zeichnen den einfallenden Lichtwinkel auf

Geckos und viele andere Tiere haben zu kleine Köpfe, um den Ort von Geräuschen wie Menschen zu triangulieren:mit weit auseinander stehenden Ohren. Stattdessen haben sie einen winzigen Tunnel durch ihren Kopf, der die Art und Weise misst, wie eingehende Schallwellen herumprallen, um herauszufinden, aus welcher Richtung sie kamen.

Ein ähnliches System zur Erkennung des Winkels des einfallenden Lichts wurde entwickelt, mit dem winzige Kameras erkennen können, woher Licht kommt, aber ohne die Masse einer großen Linse, was die typische Methode zur Bestimmung der Lichtrichtung ist. Diese winzigen Detektoren könnten Lichteigenschaften wie Farbe, Polarität und Lichtwinkel aufzeichnen. Eine detailliertere Lichterkennung könnte Fortschritte bei linsenlosen Kameras, Augmented Reality und Robotic Vision unterstützen, was für autonome Autos wichtig ist.

Wenn ein Geräusch nicht direkt über dem Kopf eines Geckos kommt, stiehlt ein Trommelfell im Wesentlichen einen Teil der Schallwellenenergie, die sonst zum anderen durchtunneln würde. Diese Schlussfolgerung hilft dem Gecko zu verstehen, woher ein Geräusch kommt. Diese Struktur wurde im Fotodetektor nachgeahmt, indem zwei Silizium-Nanodrähte – jeder etwa 100 Nanometer im Durchmesser – wie die Trommelfelle des Geckos nebeneinander aufgereiht wurden. Sie sind so eng positioniert, dass, wenn eine Lichtwelle in einem Winkel einfällt, der Draht, der der Lichtquelle am nächsten liegt, die Wellen stört, seinen Nachbarn trifft und im Grunde einen Schatten wirft. Der erste Draht, der das Licht erkennt, würde dann den stärksten Strom senden. Durch den Vergleich des Stroms in beiden Drähten können die Forscher den Winkel der einfallenden Lichtwellen abbilden.