Lentes de Visão Noturna: Finas e Leves para Utilização Universal na Escuridão
DALL-E
Quer se trate de um passeio noturno ou simplesmente de se orientar numa casa ou parque pouco iluminados, existem inúmeros cenários em que a utilização de um par de lentes de visão nocturna pode revelar-se incrivelmente útil.
Imagine um mundo onde o invisível se torna visível com a simples aplicação de uma tecnologia inovadora. Isto poderá em breve ser possível através de um avanço tecnológico, oferecendo aos consumidores quotidianos acesso a uma película ou lente ultrafina, de espessura comparável à de uma película aderente, que pode revelar o mundo oculto para além da perceção ótica humana.
Os cientistas do Centro de Excelência ARC para Sistemas Meta-Ópticos Transformadores (TMOS), na Austrália, têm-se esforçado por tornar a visão nocturna conveniente e fácil de usar, eliminando a necessidade de auriculares e lentes volumosos e dispendiosos.
As suas recentes descobertas racionalizam o intrincado processamento da luz numa via mais simples e condensada. Essencialmente, este avanço permite que a tecnologia seja embalada como uma película de visão nocturna que pesa menos de um grama, facilmente acoplável às armações de lentes existentes.
Revolucionando as Actividades Nocturnas com Armações de Aspeto Vulgar
Imagine ter um par de óculos de visão nocturna que se assemelham a óculos normais de leitura ou de condução, transformando a forma como nos envolvemos em actividades depois de escurecer. Os potenciais benefícios são vastos, desde localizar um animal de estimação durante um passeio noturno no parque até melhorar a segurança ao conduzir ou caminhar.
Então, porque é que ainda não adoptámos estes óculos de visão nocturna? A visão nocturna tradicional assenta num sistema complexo em que os fotões de luz passam através de uma lente objetiva para um tubo eletrónico intensificador de imagem composto por dois componentes cruciais.
Inicialmente, o fotocátodo converte os fotões em electrões, que passam depois para a placa de microcanais, com milhões de orifícios para amplificar drasticamente a contagem de electrões. Posteriormente, os electrões atingem um ecrã revestido de fósforo, fazendo com que emitam um brilho verde, iluminando a cena observada através do sistema de visão nocturna.
Traditional night-vision processing requires bulky mechanics
TMOS
Atualmente, é compreensivelmente inviável condensar este método numa peça ultrafina de película de plástico.
Os investigadores da TMOS utilizaram a tecnologia de conversão ascendente baseada em metassuperfícies, simplificando o processamento dos fotões de luz. Através de uma metassuperfície ressonante, os fotões interagem com um feixe de bombeamento.
A metassuperfície de niobato de lítio aumenta a energia dos fotões, eliminando componentes volumosos
A metassuperfície não-local de niobato de lítio aumenta a energia dos fotões, deslocando-os diretamente para o espetro de luz visível, contornando a conversão de electrões. Esta abordagem elimina a necessidade de arrefecimento criogénico, comum na visão nocturna tradicional, para obter imagens mais nítidas, reduzindo assim os componentes volumosos dos óculos.
TMOS
O investigador principal Dragomir Neshev declarou: “Estas descobertas oferecem perspectivas significativas para indústrias como a vigilância, a navegação autónoma e a imagiologia biológica. A redução das exigências de tamanho, peso e energia da tecnologia de visão nocturna exemplifica a importância da meta-ótica e as contribuições da TMOS para a Indústria 4.0 e a tendência futura de miniaturização extrema da tecnologia.”
Captura de luz visível e infravermelha em uma única imagem de alta qualidade
Além disso, esta tecnologia inovadora capta tanto a luz visível como a não visível (infravermelhos) numa única imagem através da lente. Ao contrário dos sistemas tradicionais que captam vistas separadas de cada espetro, este avanço assegura imagens idênticas para os utilizadores, resultando numa visão de maior qualidade de ambientes escuros.
O autor Rocio Camacho Morales observou: “Esta é a primeira demonstração de imagens de conversão ascendente de alta resolução de infravermelhos de 1550 nm para luz visível de 550 nm utilizando uma metassuperfície não local. Seleccionámos estes comprimentos de onda porque o comprimento de onda de 1550 nm é habitualmente utilizado nas telecomunicações e o de 550 nm representa a luz visível, altamente sensível ao olho humano. A investigação futura visa alargar a sensibilidade do dispositivo a uma gama mais ampla de comprimentos de onda, obter imagens de infravermelhos de banda larga e explorar técnicas de processamento de imagem como a deteção de bordos”.
Este recente avanço baseia-se na sua investigação anterior sobre visão nocturna utilizando uma metassuperfície de arsenieto de gálio. Neste estudo, os investigadores descobriram que a metassuperfície de niobato de lítio permite um processamento de luz mais eficiente numa área de superfície maior.
A autora principal, Laura Valencia Molina, observou: “Alguns consideraram impossível a conversão ascendente de alta eficiência de infravermelhos em luz visível devido à perda angular inerente às metassuperfícies não locais. No entanto, ultrapassámos estes desafios e demonstrámos experimentalmente a conversão ascendente de imagens de elevada eficiência”.
“Muitos têm afirmado que a conversão ascendente de alta eficiência de infravermelhos para luz visível é inatingível devido à perda significativa de informação causada pela perda angular inerente às metassuperfícies não locais”, disse a autora principal Laura Valencia Molina. “No entanto, ultrapassámos estas limitações e demonstrámos com êxito a conversão ascendente de imagens de alta eficiência nas nossas experiências”.
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