Тепловізори можуть отримати кольоровий зір: Китай показав нову технологію
Зелене зображення у тепловізорах та інших приладах нічного бачення може відійти у минуле. Китайські дослідники розробили систему, яка перетворює інфрачервоне випромінювання на повноколірне зображення.
Про це інформує РБК-Україна з посиланням на наукове дослідження, опубліковане у Science Advances.
Вчені пояснили: більшість актуальних приладів нічного бачення переводять інфрачервоне світло лише у градації яскравості одного кольору, зазвичай зеленого.
Проте людське око значно краще розрізняє точні відтінки кольору, ніж найменші зміни яскравості.
Аби вирішити цю проблему, китайські науковці поєднали колоїдні квантові точки з телуриду ртуті розміром близько 4 нанометрів і двошаровий світлодіодний OLED-дисплей.
Особливості технології
Квантове обмеження: завдяки мікроскопічному розміру квантових точок інфрачервоне світло з різною довжиною хвилі збуджує окремі електронні переходи, а не просто створює єдиний сигнал.
Короткі хвилі та інтенсивність: коротші інфрачервоні хвилі несуть більше енергії та вибивають більше позитивних зарядів, спрямовуючи їх до дисплея.
Двошаровий випромінювач: OLED-дисплей складається з двох шарів - один випромінює червоне світло, а другий - блакитне.
Між шарами дисплея встановлено спеціальний енергетичний бар'єр у 0,82 електронвольта.
При слабкому інфрачервоному випромінюванні працює лише червоний шар. Коли ж потік зарядів зростає, вони долають бар'єр і потрапляють у блакитний шар.
В результаті кольори змішуються, змінюючи загальний відтінок та яскравість залежно від довжини хвилі й температури об'єкта.
За розрахунками вчених, така система дозволяє розрізняти зміни потужності інфрачервоного випромінювання приблизно у 200 разів краще, ніж зі звичайними приладами.
Перетворювач інфрачервоного випромінювання у повнокольорове зображення застосовується у вигляді (А) окулярів та (Б) фоторецепторів сітківки нового покоління (схема: DOI: 10.1126/sciadv.aed0245)
Перші окуляри та тестування
Для демонстрації технології вчені зібрали прототип напівпрозорих окулярів вагою лише 23 грами з активною площею огляду 3,57 квадратного сантиметра.
Окуляри дозволяють одночасно бачити як звичайне світло, так і накладене кольорове інфрачервоне зображення.
Окрім перевірки камерами, науковці випробували вплив перетвореного світла на біологічний зір.
Інфрачервоні імпульси через пристрій успішно викликали електричні реакції сітківки та мозку у мишей і добровольців-людей, тоді як самі по собі інфрачервоні промені без конвертера жодної реакції не викликали.
Попри успіх, технологія все ще перебуває на стадії лабораторних досліджень. Науковцям ще належить вирішити питання автономного живлення OLED-шару, перевірити безпеку контактів із телуридом ртуті та протестувати окуляри у реальних умовах.