И никаких аккумуляторов! Новая плёнка на линзы очков сделает из них прибор ночного видения

Прибор ночного видения — штука громоздкая и дорогая. А очки ночного видения, благодаря новому изобретению, будут на самом деле очками в их обычном понимании пары дужек и линз между ними. Достаточно наклеить на линзы плёнку, которая преобразует и усилит невидимый глазу свет. И всё — можно видеть и передвигаться в темноте: гулять, работать или кататься.

Австралийские исследователи из Центра передового опыта ARC Австралийского Национального Университета в области преобразующих метаоптических систем (TMOS) попробовали новый подход к классическим ПНВ (приборам ночного видения), чтобы сделать те доступными и пригодными для ношения — то есть избавиться от немаленьких и недешёвых гарнитур и электронике в них. Итог их исследований позволяют пустить ту сложную обработку света, которую вела электроника в ПНВ, по существенно более простому пути, сменив коробку с платами и аккумулятором на почти ничего не весящую плёнку, что может быть размещена в обычную оправу с линзами.

Как работает ПНВ, то прибор, что мы обычно видим в магазинах или фильмах? Если упростить до предела, то это каскад усиления входящего слабого сигнала. Фотоны «умножаются» и затем итог этого умножения попадает на покрытый люминофором экран. Люминофор же начинает светиться зелёным, давая ту самую привычную нам картинку прибора ночного видения.

Для усиления входящего света австралийские учёные из TMOS воспользовались особенной метаповерхностью из ниобата лития. Проходя через неё фотоны повышают свою энергию и переходят в спектр видимого света без того чтобы промежуточно превращаться в электроны как в случае с обычным ПНВ. Кроме этого такая поверхность не нуждается в охлаждении, чтобы понизить «шум» и увеличить чёткость — всё это делает новую систему проще и меньше.

«Эти результаты обещают значительные возможности, в частности, для систем наблюдения, автономной навигации и получения биологических изображений», — заявляет главный исследователь Драгомир Нешев. «Уменьшение габаритов, веса и энергопотребления технологий ночного видения — это пример того, как метаоптика и работа, которую выполняет TMOS, имеют решающее значение для индустрии 4.0 и будущей предельной миниатюризации технологий».

Кроме того такая плёнка может одновременно пропускать видимый и невидимый глазу ИК, накладывая их друг на друга, чтобы сделать итоговую картинку еще более чёткой.

«Это первая демонстрация изображения с повышением разрешения от инфракрасного излучения 1550 нм до видимого света 550 нм в нелокальной метаповерхности», — добавляет еще один исследователь Росио Камачо Моралес. «Мы выбираем такие длины волн, потому что 1550 нм, инфракрасный свет, обычно используется в телекоммуникациях, а 550 нм — это видимый свет, к которому человеческие глаза очень чувствительны. Будущие исследования будут включать расширение диапазона длин волн, к которым чувствительно устройство, с целью получения широкополосных ИК-изображений, а также изучение обработки изображений, включая определение границ «.

Прошлая версия их плёнки использовала арсенид галлия. Но именно попытка с ниобатом лития показала существенно более качественную обработку света на более широкой площади поверхности.

«Люди говорили, что высокоэффективное преобразование инфракрасного излучения в видимое невозможно из-за большого количества информации, которая не собирается из-за угловых потерь, присущих нелокальным метаповерхностям», — заявила ведущий автор Лаура Валенсия Молина. «Мы преодолеваем эти ограничения и экспериментально демонстрируем высокую эффективность преобразования изображения».

Источник: полный текст в Advanced Materials