Видеть ночью как днем: ученые придумали очки для темноты

В целом, человек, конечно, существо дневное. Об этом нам говорят наши глаза, которые видят в темноте гораздо хуже. Но порой необходимо выйти на улицу ночью. Например, погулять с собакой или срочно сбегать в аптеку на углу за лекарством. А может, вам вообще надо находиться за рулем.

Меньше грамма весом

И вот тогда по неволе начинаешь мечтать: «Эх, были бы сейчас простые очки для ночи. Надел и видишь все, как днем!»

Что ж, настала эпоха, когда технологические прорывы случаются едва ли не каждый день. Поэтому возрадуйтесь: австралийские ученые воплотили мечту миллионов в жизнь, они придумали ультратонкие линзы толщиной с пищевую пленку, которые дадут каждому возможность хорошо видеть в темноте.

Ученые из австралийского центра TMOS, специализирующегося на оптических технологиях, сделали прибор ночного видения, который внешне выглядит как обычные очки. Ему не нужны громоздкие и безумно дорогие гарнитуры и насадки для линз.

Исследователи нашли способ заменить крайне сложную обработку света простым до гениальности способом. И теперь вся технология ночного видения помещается в пленку, которая весит меньше грамма, и может быть внедрена в любую оправу с линзами.

Просто до гениальности

Так почему ночные очки не придумали раньше? Традиционное ночное видение — это очень сложная система. В ней фотоны света проходят через линзу объектива и попадают в электронную трубку, которая усиливает изображение. В свою очередь, трубка состоит из двух компонентов. В первом фотокатод преобразует фотоны в электроны. Затем они поступают в микроканальную пластину, которая состоит из миллионов маленьких дырочек, предназначенных для генерации электронов.

Далее, когда их количество становится достаточным, они проходят через экран, покрытый люминофором, и снова превращаются в фотоны. Получается зеленая картинка, которую человек может наблюдать через прибор ночного видения.



Разумеется, что вся эта сложная, громоздкая и дорогая технология не может быть реализована в очень тонком куске пластиковой пленки.

Поэтому ученые решили прибегнуть к более простому методу обработки фотонов путем преобразования их через метаповерхность. Фотоны проходят через фильтр из ниобата лития, где смешиваются с лучом накачки. Свойства метаповерхности таковы, что она увеличивает энергию фотонов, переводя их в видимую часть спектра.

Если говорить совсем просто, новая технология перекодирует инфракрасное излучение, которое не видит человек, в обычное. Разумеется, в этом случае преобразование электронов (значит, и сложной аппаратуры) не требуется.

Технология будущего

— Драган Нешев, ведущий исследователь проекта.

Кроме того, новый метод ночного видения нормально работает при комнатной температуре и не требует дополнительного охлаждения. Новый способ захватывает сразу и видимый, и невидимый спектр, показывая их в одном естественном изображении. Тогда как традиционные системы ночного видения обрабатывают каждый спектр по отдельности и не способны давать реалистичную картинку.



Ученые впервые продемонстрировали изображения с повышением разрешения от инфракрасного излучения 1550 нм, используемого в телекоммуникациях, до видимого света 550 нм в нелокальной метаповерхности.


— Росио Камачо Моралес, участник проекта.

Следует отметить, что новая технология — это результат многолетних исследований ученых. Ранее они проводили опыты, используя поверхность из арсенида галлия. Но оказалось, что ниобат лития в итоге гораздо лучше обрабатывает свет, причем на большей площади. Не исключено, что в будущем найдут другие материалы, позволяющие реализовать данную технологию с еще большей эффективностью.


— Лаура Валенсия Молина, один из авторов исследования.