Учени създадоха очила за нощно виждане, които показват пълната цветова гама

Изследователи разработиха прототип на устройство, което преобразува инфрачервената светлина в пълноцветни изображения, предлагайки много по-различен подход към нощното виждане, който надхвърля обичайните монохромни дисплеи. Системата, създадена от екип в Пекинския технологичен институт, използва квантови точки от живачен телурид в комбинация с двуслоен OLED дисплей. Вместо да преобразува инфрачервеното излъчване в един-единствен цвят въз основа на яркостта, устройството преобразува различните дължини на вълните и интензитетите в отделни видими цветове.

Това разграничение е от ключово значение. Традиционните системи за инфрачервено изображение разчитат на детектори, които улавят широк спектър от дължини на вълните, но не запазват много подробности за тях, така че резултатът обикновено се представя като разлики в яркостта в един-единствен цвят, най-често зелен. Въпреки че това е ефективно, то не се възползва от способността на човешкото око да различава фините промени в цвета.

Новият дизайн преодолява това ограничение на ниво материал. Квантовите точки, използвани в устройството, са с размер само няколко нанометра, което им осигурява дискретни енергийни състояния.
В резултат на това те реагират по различен начин в зависимост от дължината на вълната и интензивността на постъпващата инфрачервена светлина. По-нискоенергийните, по-дълги дължини на вълната генерират по-малко носители на заряд, докато по-късите дължини на вълната и по-силните сигнали могат да предизвикат по-сложни електронни преходи и да произведат повече носители.

След това тези сигнали се прехвърлят в двуслойна OLED структура. Единият слой излъчва червена светлина, а другият – цианова. Енергийна бариера между тях контролира начина, по който зарядът протича през устройството.

При по-слаб инфрачервен вход системата излъчва бледа червена светлина. Когато сигналът се усили или премине към по-къси дължини на вълните, през бариерата преминава повече заряд, който активира циановия слой, което води до смесване на цветовете и повишена яркост.

Тъй като излъчваните цветове са пряко свързани с физичните характеристики на входящия сигнал, а не с предварително зададено съответствие, системата пренася повече информация. Изследователите смятат, че тя би могла да открива много по-малки разлики в инфрачервената мощност в сравнение с конвенционалните системи, базирани на яркостта.

За да тестват концепцията, екипът създаде лек прототип на очила. Устройството тежи 23 грама и е полупрозрачно, което позволява на потребителите да виждат едновременно както видимите, така и подобрените с инфрачервена светлина изображения. При контролирани експерименти то генерира ясни, кодирани с цветове изображения на прости фигури и движещи се обекти при осветление с късовълнова инфрачервена светлина.

Устройството може да бъде настроено в различни режими – да наслагва инфрачервената информация върху нормалното зрение или да филтрира напълно видимата светлина за по-потапящо зрително преживяване.