Прорывная технология придает обычным очкам функции ночного видения

3 июля 2024, 13:31

Источник:

Advanced Materials

Однажды мы сможем носить повседневные очки с ночным видением благодаря сверхтонкому материалу, способному улавливать как инфракрасный, так и видимый свет одновременно. Австралийские исследователи обнаружили, что, используя "технологию преобразования на основе метаповерхности", можно создать эффект ночного видения без потребности в громоздких компонентах.

Эти результаты обещают значительные возможности для наблюдения, автономной навигации и биологической визуализации, среди прочего. Кроме того, эти "линзы ночного видения" могут дать обычным людям возможность видеть в темноте с помощью простых очков. Это может быть полезно во время ночных прогулок или при отсутствии света.

Как это работает

Традиционные очки ночного видения работают с помощью минимального видимого света или инфракрасных фотонов, которые проходят через линзу в электронную трубку усилителя изображения, состоящий из фотокатода и микроканальной пластины. Фотокатод преобразует фотоны в электроны, а затем эти электроны попадают на микроканальную пластину, которая имеет миллионы отверстий, усиливающих их количество. Затем электроны взаимодействуют с экраном, покрытым люминофором, и излучают зеленое свечение, освещая сцену, которую просматривает пользователь.

Технология ничего видения в нынешнем ее виде является не очень удобной, поскольку она громоздкая, имеет тепловые шумы и не может совмещать инфракрасное и видимое изображение.

Однако, используя новую "ультракомпактную, высококачественную резонансную метаповерхность из ниобата лития" – очень тонкое фотонное устройство, которое может модулировать поведение электромагнитных волн — исследователи повысили энергию инфракрасных фотонов, увеличив их частоту, чтобы приблизить длину волн к визуальному спектру.

Поскольку инфракрасные фотоны проходят только через одну резонансную метаповерхность, а затем смешиваются с источником света, что используется для усиления уровней энергии, ночное видение можно обеспечить без необходимости преобразования фотонов в электроны. Таким образом, отпадает потребность в нескольких тяжелых оптических и охлаждающих компонентах для уменьшения теплового шума. Преобразование из инфракрасного в видимый свет через метаповерхность происходит при комнатной температуре.

Кроме того, это преобразование может захватить как видимый, так и невидимый свет на одном изображении, улучшая общее качество изображения ночного видения, чего не могут сделать стандартные системы ночного видения.

Этот прорыв открыл путь к меньшим, более тонким и эффективным системам ночного видения для различных применений, говорят ученые. Мы даже можем увидеть появление очков ночного видения или фильтров, которые можно будет носить поверх очков, чтобы помочь людям видеть ночью. Применение может варьироваться от помощи в слежке за собакой во время вечерней прогулки до более безопасного вождения ночью.