澳洲夜視技術大突破?發明超薄薄膜,貼眼鏡上晝夜視物兩不誤!

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這會是人類視覺能力的巨大提升嗎?澳大利亞夜視技術取得突破性進展,研究人員發明了一種比保鮮膜還薄的紅外濾光片,可以將紅外光轉換爲人眼可見的光線,只需貼在普通眼鏡上,就可以讓人在黑暗環境中看到清晰的圖像,同時不影響正常的可見光視物,是不是屌炸天了?

這項研究來自澳大利亞國立大學的TMOS(ARC變革性元光學系統卓越中心)。他們在鈮酸鋰薄膜上構建了週期性的二氧化硅光柵,並採用無蝕刻設計。這種設計充分利用了鈮酸鋰在可見光和紅外光波長範圍內的高透明性和高非線性係數,確保了非線性材料內部的高光學場,從而顯著提升了非線性轉換效率。

我們知道,人類的眼睛只能看到可見光範圍內的物體,但在黑暗環境中,物體內部的熱運動仍會發出紅外輻射,只是我們的眼睛無法看到。傳統夜視器材通過光電陰極將紅外光轉換爲電子,再通過微通道板增強後,顯示在熒光屏上形成可見圖像。這種設備需要透鏡、光電陰極、微通道板、熒光屏等多個組件,並且需要低溫冷卻設備,所以顯得較爲笨重,重量通常在數百克到數公斤之間,並且會阻擋可見光,限制了其在日常生活中的應用,而更多地應用於軍事領域。

有沒有辦法直接將紅外光轉換爲可見光呢?科學家們發明了基於超表面的上轉換技術,通過減少元件數量、增強光子能量並且無需冷卻系統來提高效率和便攜性。這種技術可以在單張圖像中同時捕捉紅外和可見光信息,從而提供更全面的視覺效果。

然而此前基於砷化鎵超表面的技術,由於光子在不同角度入射時會導致大量光子信息丟失,從而影響轉換效率,因而被認爲高效上轉換是難以實現的。而澳大利亞科學家利用鈮酸鋰這種在可見光範圍內完全透明的材料製作超表面,光子束分佈在更大的表面積上,減少了角度變化導致的數據損失,從而顯著提高了圖像轉換效率。

根據實驗測試,這種比保鮮膜還薄、重量不到1克的紅外濾光片,可以在飛秒尺度內將1550納米的紅外光轉換爲550納米的可見光,延遲極小,空間分辨率很高,且轉換效率極高,不需要冷卻系統,可以在室溫下工作。科學家們因此暢想,未來將這種材料塗敷在眼鏡上,讓我們可以同時看到紅外和可見光譜,白天夜晚都能看到清晰的圖像。

你是不是已經無限期待了?目前這種技術纔剛剛出現在實驗室中,分辨率還有待提高。而且550納米是綠光,這意味着即使戴上這種眼鏡,晚上我們看到的也不是彩色世界。科學家們正在繼續研究,希望打造出未來的緊湊型夜視儀、傳感器設備和室溫多色成像應用。

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