革命性夜視儀 超薄濾光片改變日常眼鏡李佩璇 (2024-06-06 16:06:46)

來自 TMOS（ARC 變革元光學系統卓越中心）的科學家，在提供夜視技術新方法的過程中取得了重大進展，他們創造了一種比保鮮膜更薄的紅外線濾光片，可以整合到日常眼鏡上，讓使用者同時查看紅外線和可見光譜，提高在低光源條件下的安全性。

編譯／高晟鈞

來自 TMOS（ARC 變革元光學系統卓越中心）的科學家，在提供夜視技術新方法的過程中取得了重大進展，他們創造了一種比保鮮膜更薄的紅外線濾光片，可以整合到日常眼鏡上，讓使用者同時查看紅外線和可見光譜，提高在低光源條件下的安全性。

提升日常夜視能力

由於夜視技術的重量和體積限制，大多只有軍隊、狩獵愛好者或樂於攜帶重型鏡頭的攝影師才會使用，畢竟一般人不會在額頭上多綁一公斤的情況下進行夜間跑步。倘若夜視儀的重量可以減輕到不足一克，體積只有一個薄膜大小時，除了能幫助黑夜中的駕駛、行走更為安全，也能減少在低光環境下工作的不便，且更重要的是，重量跟體積都得到了大幅優化。

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增強成像技術

傳統的夜視技術需要紅外線光子穿過鏡頭，然後遇到光電陰極，將這些光子轉換為電子，電子會接著穿過微型通道以增加電子數量，最後穿過螢光屏幕重新轉換為光子，生成肉眼可見的影像。這些元件除了需要低溫冷卻，以防止熱噪音的產生外，還會阻擋可見光，因此成像與可見光成像系統生成的有所不同。

對此，基於超表面的轉換技術不需要如此多的原件，減少了整體體積；超表面的共振也增強了光子的能量，將它們吸引到可見光譜中，省去了電子轉換的流程；在室溫下的穩定性，也避免了笨重冷卻系統的使用。

研究團隊基於此原始技術進一步將其優化，此前的超表面使用砷化鎵作為材料，而研究團隊的新超表面則是由鈮酸鋰製成，在可見光範圍內完全透明，效率更高。最重要的是，他們成功克服了非局部超表面的角度損失，所導致的資訊收集難題，實現了從紅外線到可見光的圖像上的高效轉換。

未來影響與應用

研究團隊選擇了1550nm作為紅外光（常用於電信），550nm（人眼高度敏感的波長）作為可見光的波長。未來的研究包括擴大設備敏感的波長範圍，旨在獲得寬頻紅外線成像，以及探索影像處理和邊緣檢測。

降低夜視技術的尺寸、重量和功率要求，對於元光學、工業4.0和未來技術極端小型化至關重要，這些結果將為監視、自主導航和生物成像等產業帶來了重大機會。

資料來源:ScitechDaily

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