ARC Dönüştürücü Meta-Optik Sistemler Mükemmeliyet Merkezi TMOS’taki araştırmacılar, gece görüş teknolojisine yeni bir yaklaşım geliştirme arayışlarında önemli adımlar attılar. Bir streç film parçasından daha ince olan ve gelecekte normal gözlüklere takılarak görünür ve kızılötesi ışık spektrumunun aynı anda görüntülenmesini sağlayabilecek bir kızılötesi filtre geliştirdiler.
Birden fazla amaç için büyük lensler ya da dürbünler taşımaktan çekinmeyen ordu mensupları ve avcılar, gece görüş ekipmanlarının başlıca kullanıcıları olmuştur. Bu, teknolojinin kütlesi ve ağırlığının bir sonucudur.
Tipik bir insan alnına fazladan bir kilogram takarak gece koşusuna çıkmayı planlamaz.
Bu nedenle, gece görüşünün boyutunun küçültülmesi yaygın kullanımıyla sonuçlanabilir. Bir gramdan daha hafif olan ve bir çift geleneksel gözlüğün üzerine bir film gibi oturan gece görüş filtrelerinin geliştirilmesiyle yeni, pratik kullanımlar mümkün hale gelmiştir.
Eşzamanlı görünür ve kızılötesi görüşe sahip tüketici gece görüş gözlükleri, geceleri daha güvenli sürüş, geceleri daha güvenli yürüyüş ve şu anda hantal ve sıklıkla rahatsız edici kafa lambaları gerektiren düşük ışıkta çalışırken daha az sorun yaşanmasına yol açabilir.
Avustralya Ulusal Üniversitesi TMOS araştırmacıları, Advanced Materials’da yayınlanan bir makalede, gelişmiş kızılötesi görüş doğrusal olmayan yukarı dönüşüm teknolojisini sergilemek için yerel olmayan bir lityum niobat meta yüzey kullanmaktadır.
Geleneksel gece görüş teknolojisiyle mümkün olandan daha fazla elektron üretmek için kızılötesi fotonların önce bir mercekten geçmesi, ardından fotonları elektronlara dönüştüren bir fotokatottan geçmesi gerekir. Son olarak elektronlar bir mikrokanal plakasından geçmelidir. Elektronlar bir fosfor ekranından geçerek tekrar fotonlara dönüşür ve insan gözü tarafından algılanabilen gelişmiş bir görsel temsil ortaya çıkar.
Termal gürültünün bu elemanlar için daha da kötüleşmesini önlemek için kriyojenik soğutma gereklidir. Yukarıda bahsedilen gibi birinci sınıf bir gece görüş sistemi büyük ve ağırdır. Ayrıca, bu cihazlar sıklıkla görünür ışığı engeller.
Meta yüzey tabanlı yukarı dönüşüm tekniğinin kapladığı alan önemli ölçüde azalır çünkü daha az bileşen kullanır. Fotonlar tek bir rezonans meta yüzeyinden geçtikten sonra bir pompa ışını ile birleştirilir.
Elektron dönüşümüne gerek kalmadan, rezonans meta yüzeyi foton enerjisini artırır ve onları görünür ışık spektrumuna çeker. Ayrıca, oda sıcaklığında çalışarak büyük, ağır soğutma sistemlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
Ayrıca, her iki spektrumdan görüntüleri yan yana kaydettikleri için, geleneksel kızılötesi ve görünür görüntüleme sistemleri benzer görüntüler sağlayamaz. Görüntüleme sistemleri, yukarı dönüştürme teknolojisini kullanarak tek bir görüntüde hem görünür hem de görünmez olanı yakalayabilmektedir.
Araştırmacılar tarafından kullanılan teknoloji başlangıçta bir galyum arsenit meta yüzey içeriyordu; çalışmaları bunu geliştiriyor. Yeni meta yüzeyleri, görünür spektrumda tamamen şeffaf olan lityum niyobattan oluştuğu için önemli ölçüde daha verimli. Ayrıca, foton ışını tarafından daha geniş bir yüzey alanı kaplanıyor ve bu da açısal veri kaybını azaltıyor.
Baş yazar Laura Valencia Molina şöyle diyor: “Yerel olmayan meta yüzeylerin doğasında var olan açı kaybı nedeniyle kaybedilen bilgi miktarının, kızılötesinin görünür hale yüksek verimli bir şekilde dönüştürülmesini olanaksız hale getirdiği iddia ediliyor. Bu kısıtlamaları aşıyoruz ve deneysel olarak yüksek verimli görüntü yukarı dönüşümünü gösteriyoruz.”
Yazar Rocio Camacho Morales’e göre bu, yerel olmayan bir meta yüzeyde görünür 550 nm ışıktan kızılötesi 1550 nm ışığa yüksek çözünürlüklü yukarı dönüşüm görüntülemenin ilk örneği. Bu dalga boylarını seçtik çünkü 550 nm insan gözünün son derece hassas olduğu görünür ışıktır ve 1550 nm telekomünikasyon için sıklıkla kullanılan bir kızılötesi ışıktır.
Daha sonraki araştırmalar, geniş bant kızılötesi görüntüleme elde etmek amacıyla cihazın algılayabildiği dalga boyları spektrumunu genişletmeyi ve kenar algılamayı da kapsayan görüntü işlemeyi araştırmayı kapsayacaktır.
Baş Araştırmacı Dragomir Neshev’e göre bu çalışmalar, diğerlerinin yanı sıra gözetleme, otonom navigasyon ve biyolojik görüntüleme endüstrileri için büyük umut vaat ediyor. Endüstri 4.0 ve teknolojinin yaklaşan aşırı küçülmesi, gece görüş teknolojisinin azalan boyut, ağırlık ve güç ihtiyaçlarının da gösterdiği gibi, büyük ölçüde meta-optiklere ve TMOS tarafından yapılan çalışmalara bağlıdır.
Kaynak: techxplore.com/news
