AdvMat: разработан сверхтонкий инфракрасный фильтр для зрения в темноте

Ученые из Австралийского национального университета объявили о прорыве в разработке технологий ночного видения. Они создали инфракрасный (ИФ) фильтр, позволяющий смотреть одновременно в видимом спектре и в ИФ-диапазоне. Исследование опубликовано в научном журнале Advanced Material (AdvMat).

Приборы ночного видения обычно используются военными, любителями охоты и фотографами. Все три категории вынуждены полагаться на довольно громоздкие и тяжелые устройства.

Традиционная технология ночного видения требует, чтобы инфракрасные фотоны проходили через линзу, а затем встречались с фотокатодом, который превращает эти фотоны в электроны, которые затем проходят через микроканальную пластину, чтобы увеличить количество генерируемых электронов. Далее электроны проникают через люминофорный экран, где снова преобразуются в фотоны, создавая усиленное видимое изображение, которое можно увидеть невооруженным глазом.

Эти элементы требуют криогенного охлаждения, чтобы предотвратить усиление теплового шума. Качественная система ночного видения, подобная описанной выше, тяжелая и громоздкая. Кроме того, эти системы часто блокируют видимый свет.

Новая технология повышающего преобразования на основе метаповерхностей требует меньшего количества элементов, что значительно сокращает занимаемую площадь. Фотоны проходят через единственную резонансную метаповерхность, где они смешиваются с лучом накачки. Резонансная метаповерхность увеличивает энергию фотонов, вовлекая их в спектр видимого света — преобразование электронов не требуется. Она также работает при комнатной температуре, устраняя необходимость в громоздких и тяжелых системах охлаждения.

Новая метаповерхность сделана из ниобата лития, который полностью прозрачен в видимом диапазоне, что делает его гораздо более эффективным. Кроме того, пучок фотонов распространяется по более широкой площади поверхности, ограничивая угловую потерю данных.

По словам авторов разработки, пленка из метаматериала в будущем позволит создавать приборы ночного видения в формате обычных солнцезащитных очков.