撰文：罗兰.摩尔.科利尔           2024年6月28日

这一突破为各种应用开辟了更小、更纤薄、更高效的夜视系统的道路，包括可以戴在眼镜上帮助人们在夜间视力的夜视滤镜的出现。（图片：Pixsooz通过盖蒂图片社）

有一天，我们可以拥有具有夜视功能的日常眼镜，这要归功于一种可以同时捕捉红外和可见光的超薄材料。

在5月23日发表在《高级材料》杂志上的一项新研究中，澳大利亚的研究人员发现，通过使用“基于超表面的上转换技术”，你可以在不需要庞大的光处理和低温冷却组件的情况下创造夜视效果。

澳大利亚研究委员会转型元光学系统卓越中心的首席研究员德拉戈米尔·内舍夫，在一份声明中表示：“这些结果为监测、自主导航和生物成像行业等提供了重要机遇。”。“降低夜视技术的尺寸、重量和功率要求就是一个例子，说明元光学和TMOS正在做的工作，对工业4.0和未来技术的极端小型化至关重要。”

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传统的夜视镜通过可见光或红外光子穿过透镜，进入由光电阴极和微通道板组成的电子图像增强管来工作。光电阴极将光子转化为电子，然后这些电子撞击微通道板，微通道板上有数百万个孔，可以放大它们的数量。然后，电子与涂有荧光粉的屏幕相互作用，发出绿光，照亮佩戴者正在观看的场景。

研究人员解释说，由于头戴式设备的尺寸大、热噪声以及无法增强红外和可见光成像，给这种当前的设置带来了挑战。

然而，通过使用“超紧凑、高质量因数的铌酸锂共振超表面”——一种可以调制电磁波行为的非常薄的光子器件——研究人员提高了红外光子的能量，增加了它们的频率，使它们的波长在可见光谱范围内。

让有可见光

由于红外光子只穿过一个共振超表面，然后与泵浦光束混合，泵浦光束是一种用于放大能级的光源，因此可以在不需要将光子转换为电子的情况下提供夜视。这样就不需要多个重型光学和冷却组件来降低热噪声；通过超表面从IR到可见光的上转换发生在室温下。

传统的夜视镜通过可见光或红外光子穿过透镜，进入电子图像增强管来工作。此外，这种上转换可以在一个图像中捕获可见光和不可见光，而标准夜视系统不能，因为它们必须并排显示每个光谱的图像。这会导致图像不一致。因此，研究人员发现，他们的方法可以在单个视图中，同时通过红外线进行直接成像和边缘检测，从而提高了夜视图像的整体质量。

科学家们表示，这一突破为各种应用开辟了更小、更薄、更高效的夜视系统的道路。我们甚至可以看到夜视眼镜或滤镜的出现，它们可以戴在眼镜上，用途包括在傍晚散步时帮助追踪狗，以及使夜间驾驶更安全。