新夜視眼鏡:比保鮮膜還薄的紅外濾光片你見過嗎?
據(jù)6月3日來自TMOS的研究人員開發(fā)了一種新的夜視技術(shù),他們開發(fā)了一種比保鮮膜還薄的紅外濾光片(紅外濾鏡),預(yù)估將未來應(yīng)用在眼鏡的佩戴上,使得用戶可以同時查看紅外和可見光譜,成為一種新的夜視眼鏡。
對于夜視設(shè)備而言,多配置與軍隊或者攝影師,而隨著夜視儀設(shè)備的微型化,對于這制造重量不到一克重的薄膜而言根本不值一提,它可以作為薄膜覆蓋到傳統(tǒng)眼鏡上成為夜視濾光片,使得更多的消費者也可以擁有夜視眼鏡,同時可看到可見光與紅外光譜,從而在漆黑的夜晚中行走更加安全,同時也可以負(fù)擔(dān)一些低光條件的工作環(huán)境。
在本次的《先進材料》雜志上,來自澳大利亞國立大學(xué)的 TMOS 研究人員展示了利用非局部鈮酸鋰超表面增強紅外視覺非線性上轉(zhuǎn)換技術(shù)。
(圖1.1-傳統(tǒng)夜視技術(shù)設(shè)置)
傳統(tǒng)的夜視技術(shù)需要紅外光子穿過透鏡,然后遇到光電陰極,光電陰極將這些光子轉(zhuǎn)換成電子,然后電子穿過微通道板以增加產(chǎn)生的電子數(shù)量。這些電子穿過熒光屏,重新轉(zhuǎn)換為光子,產(chǎn)生肉眼可見的增強可見圖像(圖 1.1)。這些元件需要低溫冷卻以防止熱噪聲也增強。如上所述的高質(zhì)量夜視系統(tǒng)笨重而龐大。此外,這些系統(tǒng)通常會阻擋可見光。
(圖1.2-上轉(zhuǎn)換超表面)
基于超表面的上轉(zhuǎn)換技術(shù)需要的元件更少,從而大大減少了其占用空間。光子穿過單個諧振超表面,在那里與泵浦光束混合(圖 1.2)。諧振超表面增強了光子的能量,將它們拉入可見光譜中——無需電子轉(zhuǎn)換。它還可以在室溫下工作,無需笨重的冷卻系統(tǒng)。
此外,傳統(tǒng)的紅外和可見光成像系統(tǒng)無法產(chǎn)生完全相同的圖像,因為它們會同時捕捉每個光譜的圖像。通過使用上轉(zhuǎn)換技術(shù),成像系統(tǒng)可以在一張圖像中同時捕捉可見光和不可見光。
該項研究在旨在改進原有的技術(shù),原技術(shù)以砷化鎵超表面為特色,而新的改進以鈮酸鋰作為超表面,在可見光范圍內(nèi)完全透明,效率更高。此外,光子束分布在更大的表面積上,限制了數(shù)據(jù)的角度損失。
這個技術(shù)的特點在于打破了人們認(rèn)知的高效將紅外光轉(zhuǎn)換為可見光是不可能的思維模式,起初他們認(rèn)為非局部超表面固有的角度損失會導(dǎo)致無法收集到大量信息。但是這個想法被打破了,他們克服了這些限制,并通過實驗證明了高效圖像上轉(zhuǎn)換。
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