В Австралии создали пленку, превращающую очки в прибор ночного видения

Ученые из Австралийского национального университета в сотрудничестве с коллегами из других стран разработали ультратонкую пленку, которая переводит инфракрасное изображение в видимое.

Исследование опубликовано в Advanced Photonics, коротко о нем рассказывает Science Daily.

Распознавание инфракрасного (ИК) света, невидимого для человеческого глаза, применяется в различных областях, начиная от контроля качества пищевых продуктов и дистанционного зондирования до приборов ночного видения и лидара. Коммерческие ИК-камеры преобразуют инфракрасный свет в электроны и проецируют итоговое изображение на дисплей. Однако такие дисплеи блокируют передачу видимого света, из-за чего часть визуальной информации теряется. Кроме того, такие ИК-детекторы требуют низких температур, что делает их громоздкими и тяжелыми.

Полностью оптической альтернативой традиционным камерам является использование нелинейно-оптического процесса для преобразования инфракрасного света в видимый. В этом случае происходит генерация нелинейной суммарной частоты (SFG), когда два падающих фотона, один из которых находится в ИК-спектре, взаимодействуют внутри нелинейного материала, генерируя излучение на более высоких и видимых частотах. Однако обычно для этого используются громоздкие и дорогие нелинейные кристаллы.

В новом исследовании ученые использовали ультратонкий слой нанокристаллов, называемый метаповерхностью. Метаповерхности используются для управления различными свойствами падающего света, включая его частоту, в том числе и для преобразования инфракрасных фотонов в видимые. Прозрачные метаповерхности могут создавать ИК-изображения в конфигурации передачи и одновременно пропускать видимый свет, чтобы обеспечить нормальное зрение.

Ученые разработали мультирезонансную метаповерхность для усиления поля на всех частотах, участвующих в процессе SFG. Эта метаповерхность была перенесена на прозрачное стекло, образуя слой нанокристаллов на его поверхности.

В эксперименте ИК-изображение преобразовалось посредством SFG до видимой длины волны 550 нанометров (зеленый свет). При этом изображения в видимом диапазоне по-прежнему были хорошо воспроизводимы.

Разработка может использоваться в компактных приборах ночного видения и сенсорных устройствах. Кроме того, будет возможно получать многоцветное ИК-изображение при комнатной температуре.

Фото: Shutterstock

Разработан квантовый микроскоп, позволяющий разглядеть ранее невидимые структуры

Разработаны очки с настраиваемыми диоптриями