فیلتر مادون قرمزی که عینک معمولی را به عینک دید در شب تبدیل میکند
عینکهای دید در شب کاربردهای زیادی دارند، اما مشکلاتی هم دارند، مثل وزن زیاد. اخیراً محققان روی فناوری جدیدی کار میکنند که این مشکلات را کم کرده و ممکن است در آینده دید در شب را تغییر دهد. آنها یک فیلتر مادون قرمز ساختهاند که نازکتر از یک لایه سلفون است و کمتر از یک گرم وزن دارد. این فیلتر را میتوان روی عینکهای معمولی قرار داد تا در تاریکی بتوان دید. با پامپا همراه باشید.
فناوریهای دید در شب در ورزش، عملیات نظامی و پزشکی استفاده میشوند، اما به دلیل نیاز به تجهیزات سنگین برای پردازش نور و خنکسازی، همچنین نیاز به نیمهرساناهای خاص با دمای پایین، محدودیتهای زیادی دارند. این سیستمها معمولاً نور مرئی را مسدود میکنند و وزن زیادی دارند که استفاده روزمره از آنها، مثل دویدن در شب، را سخت و خطرناک میکند.
پژوهشگران استرالیایی اکنون با فناوری جدیدی به نام آپکانورژن مبتنی بر متاسطح، مادهای فوقالعاده نازک ساختهاند که میتواند همزمان نور مادون قرمز و مرئی را جذب کند و به عینکهای معمولی قابلیت دید در شب بدهد. آنها یافتههای خود را ماه گذشته در مجله Advanced Materials منتشر کردند.
این پژوهشگران از مرکز برتری سیستمهای متا-نوری تحولآفرین ARC، یک فیلتر مادون قرمز ساختهاند که نازکتر از یک لایه سلفون است، کمتر از یک گرم وزن دارد و ممکن است روزی روی عینکهای معمولی قرار بگیرد.
در فناوری سنتی دید در شب، فوتونهای مادون قرمز از یک لنز عبور میکنند و به یک کاتد نوری میرسند که آنها را به الکترون تبدیل میکند. سپس این الکترونها از یک صفحه میکروکانالی عبور میکنند تا تعدادشان زیاد شود. بعد این الکترونها از یک صفحه فسفری عبور میکنند و دوباره به فوتون تبدیل میشوند تا تصویری مرئی ایجاد کنند. این فرآیند نیاز به خنکسازی کریوژنیک دارد تا نویز حرارتی کم شود.
اما در فناوری جدید آپکانورژن، فوتونها از یک متاسطح رزونانسی عبور میکنند که با یک پرتو پمپاژ ترکیب میشود. متاسطح رزونانسی انرژی فوتونها را افزایش داده و آنها را به نور مرئی تبدیل میکند. این فناوری در دمای اتاق کار میکند و نیاز به سیستمهای خنک کننده سنگین ندارد. همچنین، این فناوری میتواند نور مرئی و نامرئی را در یک تصویر بگیرد.
در فناوری اولیه، پژوهشگران از یک متاسطح گالیوم آرسناید استفاده کردند، اما اکنون متاسطح جدیدی از نوبیت لیتیوم ساختهاند که در محدوده مرئی شفاف است و کارایی بیشتری دارد. علاوه بر این، پرتو فوتونی بر روی سطح وسیعتری پخش میشود که از دست دادن دادههای زاویهای را کم میکند.
در اولین نمایش تصویربرداری آپکانورژن با وضوح بالا، پژوهشگران نور مادون قرمز 1550 نانومتر را به نور مرئی 550 نانومتر تبدیل کردند. این طول موجها از آن جهت انتخاب شدهاند که نور مادون قرمز 1550 نانومتر به طور گستردهای در مخابرات استفاده میشود و 550 نانومتر هم نوری است که چشم انسان به آن حساس است.
روشیو کاماچو مورالس، نویسنده مقاله میگوید:
تحقیقات آینده شامل گسترش محدوده طول موجهایی است که دستگاه به آنها حساس است، با هدف دستیابی به تصویربرداری مادون قرمز باند وسیع و همچنین بررسی پردازش تصویر، مثل تشخیص لبهها.
