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人类夜视力大突破?澳洲发明超薄薄膜,贴眼镜上昼夜视物两不误!
作者:徐德文 | 2024/6/4 14:13:18 | 浏览:858 | 评论:0

人类夜视力大突破?澳洲发明超薄薄膜,贴眼镜上昼夜视物两不误!

这会是人类视觉能力的巨大提升吗?澳大利亚夜视技术取得突破性进展,研究人员发明了一种比保鲜膜还薄的红外滤光片,可以将红外光转换为人眼可见的光线,只需贴在普通眼镜上,就可以让人在黑暗环境中看到清晰的图像,同时不影响正常的可见光视物,是不是屌炸天了?

这项研究来自澳大利亚国立大学的TMOS(ARC变革性元光学系统卓越中心)。他们在铌酸锂薄膜上构建了周期性的二氧化硅光栅,并采用无蚀刻设计。这种设计充分利用了铌酸锂在可见光和红外光波长范围内的高透明性和高非线性系数,确保了非线性材料内部的高光学场,从而显著提升了非线性转换效率。

人类夜视力大突破?澳洲发明超薄薄膜,贴眼镜上昼夜视物两不误!

我们知道,人类的眼睛只能看到可见光范围内的物体,但在黑暗环境中,物体内部的热运动仍会发出红外辐射,只是我们的眼睛无法看到。传统夜视器材通过光电阴极将红外光转换为电子,再通过微通道板增强后,显示在荧光屏上形成可见图像。这种设备需要透镜、光电阴极、微通道板、荧光屏等多个组件,并且需要低温冷却设备,所以显得较为笨重,重量通常在数百克到数公斤之间,并且会阻挡可见光,限制了其在日常生活中的应用,而更多地应用于军事领域。

人类夜视力大突破?澳洲发明超薄薄膜,贴眼镜上昼夜视物两不误!

有没有办法直接将红外光转换为可见光呢?科学家们发明了基于超表面的上转换技术,通过减少元件数量、增强光子能量并且无需冷却系统来提高效率和便携性。这种技术可以在单张图像中同时捕捉红外和可见光信息,从而提供更全面的视觉效果。

人类夜视力大突破?澳洲发明超薄薄膜,贴眼镜上昼夜视物两不误!

然而此前基于砷化镓超表面的技术,由于光子在不同角度入射时会导致大量光子信息丢失,从而影响转换效率,因而被认为高效上转换是难以实现的。而澳大利亚科学家利用铌酸锂这种在可见光范围内完全透明的材料制作超表面,光子束分布在更大的表面积上,减少了角度变化导致的数据损失,从而显著提高了图像转换效率。

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根据实验测试,这种比保鲜膜还薄、重量不到1克的红外滤光片,可以在飞秒尺度内将1550纳米的红外光转换为550纳米的可见光,延迟极小,空间分辨率很高,且转换效率极高,不需要冷却系统,可以在室温下工作。科学家们因此畅想,未来将这种材料涂敷在眼镜上,让我们可以同时看到红外和可见光谱,白天夜晚都能看到清晰的图像。

人类夜视力大突破?澳洲发明超薄薄膜,贴眼镜上昼夜视物两不误!

你是不是已经无限期待了?目前这种技术才刚刚出现在实验室中,分辨率还有待提高。而且550纳米是绿光,这意味着即使戴上这种眼镜,晚上我们看到的也不是彩色世界。科学家们正在继续研究,希望打造出未来的紧凑型夜视仪、传感器设备和室温多色成像应用。







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