研究人員開發出比紙還薄的新型OLED夜視薄膜
密西根大學電機工程與電腦科學教授克里斯-吉賓克(Chris Giebink)可能已經利用一種新型OLED(有機發光二極管)實現了夜視技術的最大突破之一。他和他的研究團隊透過製作厚度不到頭髮絲1/10的五層有機發光二極體薄膜,能夠將紅外光轉化為可見光,並將其放大100多倍–所有這些都使用了”現成的”零件,並採用了已在實踐中用於製造有機發光二極管的方法,從而使成本和可擴展性更具吸引力。
吉賓克實驗室的博士後研究員拉朱-蘭潘德正在調整他們的新型有機發光二極體技術Marcin Szczepanski,密西根大學
他們的方法也非常獨特。光子吸收層與五層有機發光二極體疊層結合,將紅外光轉換成電子。每有一個電子通過,這層有機發光二極體就會產生五個光子。然後,電子被轉換成可見光光子。咔嚓
當部分光子進入使用者眼睛時,其他光子會被光子吸收層重新吸收,從而形成一個正回饋循環,進一步放大輸出光量。
團隊相信,他們可以更好地優化設計,從而提高產量。
此外,OLED 還會產生一種”記憶效應”,即滯後效應,研究團隊認為這種效應可用於電腦視覺系統。機器學習和神經網路–人工智慧–有可能透過OLED 夜視系統感知和解釋影像和光訊號。
光源的亮度和時間長短會改變記憶效應的持續時間和強度……想像一下,你在一個黑暗的房間裡,突然一束強光在你的視野中閃過,接下來的一分鐘左右你都會看到紫色的光點。
談到這種”重影”效應會對未來可能推出的產品產生什麼影響。研究論文指出:「該設備的工作電壓比傳統的圖像增強器低得多。由於厚度只有幾微米,人們可以認為該設備重量很輕。」密西根大學博士後研究員、該研究的第一作者拉朱-蘭潘德(Raju Lampande)說:”這標誌著在薄膜設備中首次展示了高光子增益。”
Raju Lampande 使用顯微鏡成像系統研究他們的OLED 夜視技術Marcin Szczepanski,密西根大學
傳統的夜視鏡一般都很重,需要很大的電量,戴上後可能會很笨重。
現代NVG 收集環境光和紅外光,透過光電陰極將其轉換為電子。這些電子通過一個微通道板,使電子大幅倍增,然後被導入螢光屏。螢光屏對電子敏感,並將其轉變為可見光。
星光對於一款好的NVG 來說都已經算是充足的,它能讓使用者在肉眼看來完全黑暗的環境中看到東西。
NVG 影像一般為綠色,因為我們的眼睛對綠光較敏感,較容易辨別細節。除了彩色NVG 之外,還有白磷光NVG 可供選擇。甚至還有熱敏選項,可以捕捉熱訊號。
不管你信不信,夜視儀(NVD)早在第二次世界大戰前就已經出現了。 1929 年,一位名叫卡爾曼-蒂哈尼(Kalman Tihanyi)的匈牙利物理學家發明了一種對紅外光敏感的電視攝影機,並被英國用於防空。
第二次世界大戰期間安裝在裝甲坦克上的ZG 1229 Vampir 型NVD
到20 世紀40 年代初,德國陸軍已將其安裝在裝甲坦克上。在1945 年二戰結束前,NVD成為了移動設備,因為德國人已經想出瞭如何在StG 44 步槍上安裝一個5 磅(2.26 公斤)重的夜視瞄準鏡,並將其連接到一個30 磅( 13.6 公斤)重的電池上,作為背包佩戴,被稱為ZG 1229 Vampir。 NVD 使”夜行者”在夜戰中占得先機。它使用的是普通鎢絲燈,帶有濾光片,只允許紅外線通過。
德國”夜行者”手持裝有最早的便攜式夜視儀之一ZG 1229 Vampir 的步槍
1945 年晚些時候,英國製造的雙筒望遠鏡式夜視儀需要一個7000 伏特的電源盒。這種裝置的機動性不強,而且只生產了少量。
時至今日,我們可以在亞馬遜上買到非常便宜(或非常昂貴)的NVG,價格在100 美元左右,可以裝在口袋裡。當這種新型OLED 薄膜技術(或其他類似技術)投放市場時,就像在您最喜歡的眼鏡上貼一張可剝離貼紙一樣簡單。