Vědci vyvinuli brýle pro plnobarevné noční vidění, které mění vnímání infračerveného záření

Tým z Pekingského technologického institutu, vedený Xin Tangem a Ge Mu, představil novou technologii, která umožňuje lidem vidět infračervené záření v plných barvách.

Tým z Pekingského technologického institutu, vedený Xin Tangem a Ge Mu, představil novou technologii, která umožňuje lidem vidět infračervené záření v plných barvách. Na rozdíl od standardních brýlí pro noční vidění, které infračervené světlo převádějí pouze do odstínů zelené, tento nový systém překládá různé infračervené vlnové délky do odlišných částí viditelného spektra, což nabízí zážitek blízký přirozenému vidění.

Lidské oči nedokážou vnímat infračervenou část světelného spektra, protože infračervené fotony nemají dostatek energie k aktivaci signální dráhy v našich světločivných buňkách. Většina stávajících zařízení pro noční vidění řeší tento problém tak, že infračervené světlo převádí na viditelné světlo, ale pouze jako změnu jasu, obvykle v zeleném odstínu. Teplejší objekt tak svítí jasněji, chladnější méně. Lidské oko je však mnohem lepší v rozlišování jemných rozdílů v odstínech než v rozlišování rozdílů v jasu, což znamená, že tradiční zařízení nevyužívají plný potenciál našeho zraku.

Řešení týmu Xin Tanga spočívá v kombinaci koloidních kvantových teček z telluridu rtuťnatého, které absorbují infračervené světlo, a dvouvrstvého OLED displeje, který tuto absorbovanou energii převádí na viditelné barvy. Díky své miniaturní velikosti (přibližně 4 nanometry) mají kvantové tečky diskrétní energetické hladiny, což jim umožňuje zachovat informace o konkrétní vlnové délce dopadajícího infračerveného světla. Kratší infračervené vlnové délky a vyšší intenzita infračerveného světla generují více nosičů náboje.

Tyto nosiče náboje jsou pak přiváděny do dvouvrstvého OLED displeje. Jedna vrstva, blíže k příchodu nosičů, je dopována červeně emitujícím fosforem. Druhá vrstva, umístěná dále, je dopována fosforem emitujícím azurové světlo. Klíčovou součástí je energetická bariéra mezi těmito dvěma vrstvami. Pokud dorazí jen malý počet nosičů (kvůli slabému osvětlení nebo dlouhým vlnovým délkám), jsou zachyceny červenou vrstvou a zařízení vydává slabé červené světlo. S rostoucím počtem nosičů se bariéra nasytí, nosiče proniknou do azurové vrstvy a zařízení začne emitovat směs červené a azurové barvy, čímž se mění celkový odstín a zvyšuje jas. Tímto způsobem je kódována jak vlnová délka, tak intenzita infračerveného světla, což umožňuje uživatelům rozlišit rozdíly v infračerveném výkonu přibližně 200krát menší než u jednobarevného designu.

Pro demonstraci funkčnosti vědci sestrojili prototyp infračervených brýlí o hmotnosti pouhých 23 gramů s aktivní pozorovací plochou asi 3,57 cm². Brýle byly testovány na objektech osvětlených krátkovlnným infračerveným světlem a promítaly ostré, barevně kódované obrazy. Zároveň propouštěly běžné viditelné světlo, což umožňuje přepínání mezi režimem rozšířené reality (překrývání infračervených informací na normální vidění) a imerzivním infračerveným režimem.