夜視鏡有其用途，但也有許多缺點，包括重量。一項新進展消除了這種成本效益分析–事實上，它可能會徹底改變我們所熟知的夜視技術。研究人員發明了一種紅外線濾光鏡，它比保鮮膜還薄，重量不到一克，可以戴在標準眼鏡上，讓佩戴者在黑暗中也能看到東西。

夜視技術應用廣泛，從體育運動到軍事和醫療行動。然而，這些技術受到笨重的光處理和低溫冷卻組件的限制，同時也依賴窄帶隙半導體（如InGaAs），而這種半導體需要低溫運作且噪音水平較高。

此外，這些系統通常會阻擋可見光。這些裝備可能重達兩磅多，因此戴上護目鏡進行夜跑是不切實際的，甚至可能是不安全的。

澳洲的研究人員現在發現，利用基於元表面的上轉換技術–一種可以同時捕捉紅外光和可見光的超薄材料–可以增強日常眼鏡的夜視能力。他們上個月在《先進材料》（Advanced Materials）雜誌上發表了這項研究成果。

TMOS 是澳洲研究理事會（ARC）的變革性元光學系統卓越中心，該中心的研究人員創造了一種比保鮮膜還薄的紅外線濾光片，重量不到一克，有朝一日可以安裝在一副普通眼鏡上。

了解傳統的夜視技術，就會明白這種濾波器任務的複雜性。傳統的夜視技術要求紅外線光子通過一個透鏡，遇到一個光電陰極，光電陰極將這些光子轉換為電子，電子再通過一個微通道板，以增加產生電子的數量。

這些電子透過螢光屏重新轉換為光子，產生肉眼可見的強化可見影像。這些元件需要低溫冷卻，以防止熱噪音加劇。

相較之下，在基於元表面的上轉換技術中，光子通過單一諧振元表面，與泵浦光束混合。共振元表面增強了光子的能量，將其轉換為可見光光譜，無需進行電子轉換。它還能在室溫下工作，無需笨重的冷卻系統。此外，利用上轉換技術，成像系統可以在一張影像中同時捕捉可見光和不可見光。

研究人員最初的技術採用了砷化鎵元表面。新的元表面由鈮酸鋰製成，在可見光範圍內完全透明，因此效率更高。此外，光子束在更寬的表面區域傳播，限制了數據的角度損失。

研究人員首次展示了高解析度上轉換成像技術，將非局部元表面中的1550奈米紅外光轉換為可見的550奈米光。研究報告的作者羅西奧-卡馬喬-莫拉萊斯（Rocio Camacho Morales）說，他們之所以選擇這些波長，是因為1550 nm紅外光通常用於電信領域，而550 nm是人眼高度敏感的可見光。 “未來的研究將包括擴大該設備的敏感波長範圍，旨在獲得寬頻紅外線成像，以及探索影像處理，包括邊緣檢測”。