نازک ترین و سبک ترین عینک دید در شب ساخته شد

دانشمندان استرالیایی موفق شدند نوعی عینک دید در شب بسازند که با ارایه یک تصویر واضح و شفاف، به هیچ تجهیزات و ضمایم اضافی و حجیم نیاز ندارد.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری قدم آخر به نقل از نیواطلس، محققان مرکز تعالی سیستم های متا اپتیکی تبدیل شونده (TMOS)، عینک های دید در شبی ساخته اند که پوشیدنی و در دسترس است و نیازی به سربند های حجیم و گران قیمت و ضمایم و اتصالات لنز ندارد.

این فناوری جدید امکان تمامی پردازش های پیچیده نور در مسیری ساده تر و باریک تر را فراهم می آورد؛ دستاوردی که می تواند به عرضه صفحات پلاستیکی نازک دید در شب با وزن کمتر از یک گرم در فریم لنز های موجود منجر شود.

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

سیستم های دید در شب سنتی و معمولی، شامل یک سیستم پیچیده می شوند که فوتون های نور را از طریق یک عدسی شییی عبور می دهد و به یک لوله تقویت کننده تصویر الکترونیکی متشکل از دو بخش مهم می فرستند. ابتدا، فوتوکاتد، فوتون ها را به الکترون تبدیل می کند، سپس به صفحه میکروکانالی که از میلیون ها حفره تشکیل شده می فرستد تا به طور گسترده الکترون ها را تکثیر کند.

سپس، الکترون ها با فرود و برخورد روی صفحه ای پوشیده از فسفر، با رنگ سبز درخشان شده و صحنه به گونه ای می درخشد که از طریق سیستم دید در شب دیده می شود.

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 فوتون های نور فراهم می آورد. فوتون ها از طریق یک متاسطح تشدید کننده حرکت می کنند، جایی که با یک نور دمش مخلوط می شوند.

متاسطح غیرموضعی نیوبات لیتیوم، انرژی فوتون ها را افزایش می دهد و آنها را بدون نیاز به تبدیل شان به الکترون به طیف نور مریی می کشاند. همچنین نیازی به خنک سازی برودتی کاهش نویز برای تصاویر واضح تر در سیستم های عادی دید در شب، ندارد؛ بنابراین می تواند ظاهر حجیم عینک های 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 می دانند. کاهش وزن، اندازه و قدرت مورد نیاز فناوری دید در شب، نمونه ای از توانایی متا اپتیک است؛ پیشرفتی که برای انقلاب صنعتی نسل چهارم و کوچک سازی حداکثری فناوری در آینده بسیار مهم تلقی می شود.

این فناوری جدید همچنین نور مریی و غیر مریی (یا مادون قرمز) را در یک تصویر در حالی که از درون «عدسی» نگاه می کنید، می گیرد. معمولا، سیستم های دید در شب از هر طیف، نما های کنار هم را می گیرند، بنابراین نمی توانند تصاویری یکسان تولید کنند. این سیستم، فقط یک نمای با کیفیت بهتر از آنچه در تاریکی مطلق دیده می شود، ارایه می دهد.

«روسیو کاماچو مورالس» «Rocio Camacho Morales» از مجریان این پژوهش گفت: این اولین نمایش تصویربرداری با وضوح بالا با تبدیل افزایشی از 1550 نانومتر مادون قرمز به نور مریی 550 نانومتری در یک متاسطح غیر موضعی است. طول موج 1550 نانومتر، یک نور مادون قرمز است و معمولا برای مخابرات استفاده می شود و 550 نانومتر نور مریی است که چشم انسان به آن بسیار حساس است. 

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

«لورا والنسیا مولینا» «Laura Valencia Molina» نویسنده اصلی این مقاله گفت: گفته می شود تبدیل مادون قرمز با کارایی بالا به نور مریی غیرممکن است، چرا که به خاطر افت زاویه ای که خصوصیت فراسطح های غیر موضعی است، موجب می شود اطلاعات لازم جمع آوری نشود. ما بر این چالش ها غلبه کرده و تبدیل تصویر با کارایی بالا را به طور تجربی نشان دادیم.

نتایج این تحقیقات در نشریه Advanced Materials منتشر شده است.