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2024-06-06 | 科技島

革命性夜視儀 超薄濾光片改變日常眼鏡


革命性夜視儀 超薄濾光片改變日常眼鏡


來自 TMOS(ARC 變革元光學系統卓越中心)的科學家,在提供夜視技術新方法的過程中取得了重大進展,他們創造了一種比保鮮膜更薄的紅外線濾光片,可以整合到日常眼鏡上,讓使用者同時查看紅外線和可見光譜,提高在低光源條件下的安全性。


編譯/高晟鈞




來自 TMOS(ARC 變革元光學系統卓越中心)的科學家,在提供夜視技術新方法的過程中取得了重大進展,他們創造了一種比保鮮膜更薄的紅外線濾光片,可以整合到日常眼鏡上,讓使用者同時查看紅外線和可見光譜,提高在低光源條件下的安全性。





革命性夜視儀 超薄濾光片改變日常眼鏡
TMOS 研究人員發明了一種用於眼鏡的輕型紅外線濾光片,可實現紅外線和可見光下的視覺,從而增強夜間安全性和便利性。圖取自 ScitechDaily



提升日常夜視能力




由於夜視技術的重量和體積限制,大多只有軍隊、狩獵愛好者或樂於攜帶重型鏡頭的攝影師才會使用,畢竟一般人不會在額頭上多綁一公斤的情況下進行夜間跑步。倘若夜視儀的重量可以減輕到不足一克,體積只有一個薄膜大小時,除了能幫助黑夜中的駕駛、行走更為安全,也能減少在低光環境下工作的不便,且更重要的是,重量跟體積都得到了大幅優化。




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增強成像技術




傳統的夜視技術需要紅外線光子穿過鏡頭,然後遇到光電陰極,將這些光子轉換為電子,電子會接著穿過微型通道以增加電子數量,最後穿過螢光屏幕重新轉換為光子,生成肉眼可見的影像。這些元件除了需要低溫冷卻,以防止熱噪音的產生外,還會阻擋可見光,因此成像與可見光成像系統生成的有所不同。




對此,基於超表面的轉換技術不需要如此多的原件,減少了整體體積;超表面的共振也增強了光子的能量,將它們吸引到可見光譜中,省去了電子轉換的流程;在室溫下的穩定性,也避免了笨重冷卻系統的使用。




研究團隊基於此原始技術進一步將其優化,此前的超表面使用砷化鎵作為材料,而研究團隊的新超表面則是由鈮酸鋰製成,在可見光範圍內完全透明,效率更高。最重要的是,他們成功克服了非局部超表面的角度損失,所導致的資訊收集難題,實現了從紅外線到可見光的圖像上的高效轉換。




未來影響與應用




研究團隊選擇了1550nm作為紅外光(常用於電信),550nm(人眼高度敏感的波長)作為可見光的波長。未來的研究包括擴大設備敏感的波長範圍,旨在獲得寬頻紅外線成像,以及探索影像處理和邊緣檢測。




降低夜視技術的尺寸、重量和功率要求,對於元光學、工業4.0和未來技術極端小型化至關重要,這些結果將為監視、自主導航和生物成像等產業帶來了重大機會。




資料來源:ScitechDaily



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