نازک‌ترین و سبک‌ترین عینک دید در شب ساخته شد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، محققان مرکز تعالی سیستم‌های متا اپتیکی تبدیل شونده (TMOS)، عینک‌های دید در شبی ساخته اند که پوشیدنی و در دسترس است و نیازی به سربند‌های حجیم و گران قیمت و ضمایم و اتصالات لنز ندارد.

این فناوری جدید امکان تمامی پردازش‌های پیچیده نور در مسیری ساده‌تر و باریک‌تر را فراهم می‌آورد؛ دستاوردی که می‌تواند به عرضه صفحات پلاستیکی نازک دید در شب با وزن کمتر از یک گرم در فریم لنز‌های موجود منجر شود.

داشتن یک عینک دید در شب، که شبیه عینک مطالعه یا رانندگی است، می‌تواند نحوه کار و زندگی ما را پس از تاریکی هوا تغییر دهد. از جمله قابلیت‌های عادی این عینک دید در شب می‌توان به جستجوی حیوانات خانگی بدون قلاده در پارک طی پیاده روی آخر شب، ایمنی بیشتر پشت فرمان و پیاده روی در تاریکی اشاره کرد.

سیستم‌های دید در شب سنتی و معمولی، شامل یک سیستم پیچیده می‌شوند که فوتون‌های نور را از طریق یک عدسی شیئی عبور می‌دهد و به یک لوله تقویت کننده تصویر الکترونیکی متشکل از دو بخش مهم می‌فرستند. ابتدا، فوتوکاتد، فوتون‌ها را به الکترون تبدیل می‌کند، سپس به صفحه میکروکانالی که از میلیون‌ها حفره تشکیل شده می‌فرستد تا به طور گسترده الکترون‌ها را تکثیر کند.

سپس، الکترون‌ها با فرود و برخورد روی صفحه‌ای پوشیده از فسفر، با رنگ سبز درخشان شده و صحنه به گونه‌ای می‌درخشد که از طریق سیستم دید در شب دیده می‌شود.

طبیعتا تعبیه این سیستم روی یک صفحه پلاستیکی بسیار نازک غیرممکن است.

پژوهشگران استرالیایی در تحقیقات خود از فناوری تبدیل افزایشی مبتنی بر فراسطح استفاده کردند که اساسا مسیر آسان تری را برای پردازش فوتون‌های نور فراهم می‌آورد. فوتون‌ها از طریق یک متاسطح تشدید کننده حرکت می‌کنند، جایی که با یک نور دمش مخلوط می‌شوند.

متاسطح غیرموضعی نیوبات لیتیوم، انرژی فوتون‌ها را افزایش می‌دهد و آنها را بدون نیاز به تبدیل شان به الکترون به طیف نور مرئی می‌کشاند. همچنین نیازی به خنک سازی برودتی کاهش نویز برای تصاویر واضح‌تر در سیستم‌های عادی دید در شب، ندارد؛ بنابراین می‌تواند ظاهر حجیم عینک‌های دید در شب سنتی و رایج را از بین ببرد.

مجریان این پروژه، این دستاورد را برای صنایع نظارت، ناوبری مستقل و تصویربرداری بیولوژیکی بسیار نوید بخش می‌دانند. کاهش وزن، اندازه و قدرت مورد نیاز فناوری دید در شب، نمونه‌ای از توانایی متا اپتیک است؛ پیشرفتی که برای انقلاب صنعتی نسل چهارم و کوچک سازی حداکثری فناوری در آینده بسیار مهم تلقی می‌شود.

این فناوری جدید همچنین نور مرئی و غیر مرئی (یا مادون قرمز) را در یک تصویر در حالی که از درون «عدسی» نگاه می‌کنید، می‌گیرد. معمولا، سیستم‌های دید در شب از هر طیف، نما‌های کنار هم را می‌گیرند، بنابراین نمی‌توانند تصاویری یکسان تولید کنند. این سیستم، فقط یک نمای با کیفیت بهتر از آنچه در تاریکی مطلق دیده می‌شود، ارائه می‌دهد.

«روسیو کاماچو مورالس» «Rocio Camacho Morales» از مجریان این پژوهش گفت: این اولین نمایش تصویربرداری با وضوح بالا با تبدیل افزایشی از ۱۵۵۰ نانومتر مادون قرمز به نور مرئی ۵۵۰ نانومتری در یک متاسطح غیر موضعی است. طول موج ۱۵۵۰ نانومتر، یک نور مادون قرمز است و معمولا برای مخابرات استفاده می‌شود و ۵۵۰ نانومتر نور مرئی است که چشم انسان به آن بسیار حساس است. 

به گفته وی تحقیقات آینده شامل گسترش دامنه طول موج‌هایی است که دستگاه به آنها حساس است، با هدف به دست آوردن تصویربرداری مداخله‌ای (IR) باند پهن و همچنین بررسی پردازش تصویر از جمله آشکارساز لبه.

«لورا والنسیا مولینا» «Laura Valencia Molina» نویسنده اصلی این مقاله گفت: گفته می‌شود تبدیل مادون قرمز با کارایی بالا به نور مرئی غیرممکن است، چرا که به خاطر افت زاویه‌ای که خصوصیت فراسطح‌های غیر موضعی است، موجب می‌شود اطلاعات لازم جمع آوری نشود. ما بر این چالش‌ها غلبه کرده و تبدیل تصویر با کارایی بالا را به طور تجربی نشان دادیم.

نتایج این تحقیقات در نشریه Advanced Materials منتشر شده است.