Lentilles de vision nocturne : universelles, fines et légères
DALL-E
Que ce soit pour une promenade nocturne, ou simplement pour se repérer dans une maison ou un parc peu éclairé, il existe de nombreuses situations où des lunettes de vision nocturne pourraient s’avérer incroyablement utiles.
Imaginez un monde où l’invisible devient visible grâce à une technologie innovante. Cela pourrait bientôt devenir une réalité grâce à une avancée technologique offrant aux consommateurs un accès à un film ultra-fin, comparable à du film plastique, qui pourrait révéler le monde caché au-delà de la perception optique humaine.
Des scientifiques du ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS) en Australie s’efforcent de rendre la vision nocturne pratique et portable, en éliminant le besoin de casques encombrants et coûteux ainsi que d’accessoires pour lentilles.
Leurs récentes découvertes simplifient le traitement complexe de la lumière en un chemin plus condensé et plus simple. Essentiellement, cette avancée permet de concevoir la technologie sous forme de film de vision nocturne pesant moins d’un gramme, facilement attachable à des montures de lunettes existantes.
Révolutionner les activités nocturnes avec des montures au look ordinaire
Imaginez avoir une paire de lunettes de vision nocturne qui ressemble à des lunettes de lecture ou de conduite ordinaires, transformant notre manière de pratiquer des activités après la tombée de la nuit. Les avantages potentiels sont vastes, allant de la localisation d’un animal domestique pendant une promenade nocturne à l’amélioration de la sécurité en conduisant ou en marchant.
Alors, pourquoi n’avons-nous pas déjà adopté ces lunettes de vision nocturne ? La vision nocturne traditionnelle repose sur un système complexe où les photons lumineux passent à travers une lentille objective dans un tube intensificateur d’image électronique composé de deux composants essentiels.
Tout d’abord, le photocathode convertit les photons en électrons, qui passent ensuite dans la plaque à microcanaux, dotée de millions de trous pour amplifier considérablement le nombre d’électrons. Par la suite, les électrons frappent un écran recouvert de phosphore, les faisant émettre une lueur verte, illuminant ainsi la scène observée à travers le système de vision nocturne.
TMOS
Actuellement, il est compréhensible qu’il soit irréalisable de condenser cette méthode sur un film plastique ultra-mince.
Les chercheurs de TMOS ont utilisé la technologie de conversion ascendante basée sur la méta surface, simplifiant ainsi le traitement des photons lumineux. Grâce à une méta surface résonante, les photons interagissent avec un faisceau de pompe.
La méta surface en niobate de lithium augmente l’énergie des photons, éliminant ainsi les composants encombrants
La métasurface en niobate de lithium non locale augmente l’énergie des photons, les déplaçant directement dans le spectre de la lumière visible, contournant ainsi la conversion des électrons. Cette approche élimine le besoin de refroidissement cryogénique, courant dans la vision nocturne traditionnelle pour des images plus nettes, réduisant ainsi les composants volumineux des lunettes.
TMOS
Le principal enquêteur, Dragomir Neshev, a déclaré : “Ces découvertes offrent des perspectives significatives pour des industries telles que la surveillance, la navigation autonome et l’imagerie biologique. La réduction de la taille, du poids et des exigences en matière d’énergie de la technologie de vision nocturne illustre l’importance de la méta-optique et des contributions de TMOS à l’Industrie 4.0 et à la tendance future de la miniaturisation extrême de la technologie.”
Capturer la lumière visible et infrarouge dans une seule image de haute qualité
De plus, cette technologie innovante capture à la fois la lumière visible et non visible (infrarouge) dans une seule image à travers l’objectif. Contrairement aux systèmes traditionnels qui capturent des vues séparées de chaque spectre, cette avancée garantit des images identiques pour les utilisateurs, ce qui se traduit par une vue de meilleure qualité des environnements sombres.
L’auteure Rocio Camacho Morales a déclaré : “Ceci marque la première démonstration d’imagerie d’up-conversion haute résolution de l’infrarouge à 1550 nm à la lumière visible à 550 nm en utilisant une métasurface non locale. Nous avons choisi ces longueurs d’onde car 1550 nm est couramment utilisé dans les télécommunications, et 550 nm représente la lumière visible, très sensible aux yeux humains. Les futures recherches visent à élargir la sensibilité du dispositif à une gamme plus large de longueurs d’onde, à réaliser une imagerie IR à large bande et à explorer les techniques de traitement d’image comme la détection des bords.”
Cette récente avancée s’appuie sur leurs recherches antérieures sur la vision nocturne utilisant une métasurface d’arséniure de gallium. Dans cette étude, les chercheurs ont découvert que la métasurface de niobate de lithium permet un traitement de la lumière plus efficace sur une plus grande surface.
Laura Valencia Molina, auteure principale, a noté : “Certains ont jugé l’up-conversion haute efficacité de l’infrarouge à la lumière visible impossible en raison de la perte angulaire inhérente dans les métasurfaces non locales. Cependant, nous avons surmonté ces défis et démontré expérimentalement l’up-conversion d’image haute efficacité.”
“L’un a affirmé que l’up-conversion haute efficacité de l’infrarouge à la lumière visible est impossible en raison de la perte d’information significative causée par la perte angulaire inhérente dans les métasurfaces non locales”, a déclaré Laura Valencia Molina, auteure principale. “Cependant, nous avons surmonté ces limitations et démontré avec succès l’up-conversion d’image haute efficacité dans nos expériences.”
Lisez l’article original sur : New Atlas
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