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.
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.
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.
Традиционная технология 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.
— 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.
Новая технология с использованием ниобата лития
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.
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.
Традиционная технология 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
Наше открытие имеет огромные перспективы, особенно в системах наблюдения, автономной навигации и если нужно получить биологически правильные изображения. В дальнейшем подобные технологии станут основой для предельной миниатюризации устройств ночного видения
— 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.
Новая технология с использованием ниобата лития
Ученые впервые продемонстрировали изображения с повышением разрешения от инфракрасного излучения 1550 нм, используемого в телекоммуникациях, до видимого света 550 нм в нелокальной метаповерхности.
Будущие исследования будут включать расширение диапазона длин волн с целью получения широкополосных инфракрасных изображений. Также мы планируем улучшить качество картинки на пленке
— 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.
Когда мы начинали свой проект, многие говорили, что у нас ничего не получится, так как невозможно провести высокоэффективную конверсию из инфракрасного диапазона в видимый. Это было связано с потерей большого количества информации из-за угловых ограничений. Но нам все-таки удалось преодолеть все ограничения и добиться приемлемой конверсии изображения
— Лаура Валенсия Молина, один из авторов исследования.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Странный случай: укус змеи подействовал на австралийца спустя 15 часов
Только 10% укушенных на самом деле получают дозу яда....
Собаки поднялись на новую ступень эволюции
Третья стадия одомашнивания — что это значит?...
20 млн жителей США могут остаться без воды
Великие озера поразила небывалая засуха....
Первые оседлые люди в Европе: в Сербии обнаружили дом возрастом 8000 лет
Обгорелое жилище перевернуло представления о ранних поселенцах....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Окаменелости в Индии рассказали о самом раннем случае разделки слонов людьми
Это произошло не менее 300 тысяч лет назад....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....
Режиссер фильма «Я, робот» утверждает, что Илон Маск крадет его идеи
Смех смехом, но новые проекты Маска удивительно похожи на кадры из фильма....