Revestimento ultrafino dar viso noturna a culos comuns

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 10/06/2024

culos de viso noturna

Colocar culos de leitura e descobrir que voc enxerga no escuro quase como se fosse dia no mais uma realidade distante. Essa possibilidade est muito mais prxima graas a um filme finssimo criado por cientistas australianos.

O filme feito de niobato de ltio, um material usado em processadores fotnicos, e grades de dixido de silcio, compondo uma metassuperfcie, uma superfcie artificial capaz de interagir com as ondas de luz de um modo que nenhum material natural consegue.

O resultado dessa interao a converso da luz infravermelha, que exala o calor, em luz visvel. E o resultado melhor do que o oferecido por qualquer outro material conhecido, viabilizando a viso noturna, hoje s oferecida por equipamentos grandes, volumosos e com grande consumo de energia. Como muito fino e leve, o filme poder ser colocado como um revestimento sobre as lentes de culos de uso dirio, permitindo ao usurio visualizar o infravermelho e o espectro de luz visvel ao mesmo tempo.

Os dispositivos de viso noturna tm sido pouco explorados justamente por serem grandes e caros, devido ao peso e ao volume da tecnologia – uma pessoa normal no sai para uma corrida noturna com um quilo adicional de equipamentos amarrados na testa. Mas culos de viso noturna podem resultar em uma maior facilidade de dirigir veculos noite, caminhadas noturnas mais seguras e menos complicaes no trabalho em condies de pouca luz, que atualmente exigem lanternas volumosas e desconfortveis.

Micrografia da metassuperfcie, que na verdade transparente para a luz visvel.
[Imagem: Laura Valencia Molina et al. – 10.1002/adma.202402777]

Revestimento de viso noturna

A tecnologia tradicional de viso noturna captura os ftons infravermelhos com uma lente e os dirige para um material similar a uma clula solar, que transforma esses ftons em eltrons. Depois de amplificados, esses eltrons viajam atravs de uma tela de fsforo, onde so reconvertidos novamente em ftons, s que no espectro visvel, produzindo uma imagem visvel intensificada que pode ser vista a olho nu. Esses elementos requerem resfriamento para evitar que o rudo trmico tambm seja amplificado. Um sistema de viso noturna desses, de alta qualidade, pesado e volumoso, alm de normalmente atrapalhar enxergar as coisas de modo normal, via luz visvel.

A tecnologia de converso de ftons infravermelhos em visveis usando metassuperfcies requer menos elementos, reduzindo drasticamente sua pegada. Os ftons passam atravs de uma nica metassuperfcie ressonante, onde so misturados com um feixe de bombeamento. A metassuperfcie ressonante aumenta a energia dos ftons, elevando-os para a energia do espectro de luz visvel – sem a necessidade de converso dos ftons em eltrons. E tudo funciona temperatura ambiente, eliminando a necessidade de sistemas de refrigerao volumosos e pesados.

Alm disso, os sistemas tradicionais de imagem infravermelha e visvel no conseguem produzir imagens idnticas, j que capturam imagens de cada espectro lado a lado. Com a tecnologia de converso ascendente incorporada em um filme fino transparente, os sistemas conseguem capturar o visvel e o no visvel em uma nica imagem, permitindo uma autntica viso real aumentada.

Testes do sistema, com a imagem normal em cima e a imagem infravermelha gerada pelo revestimento embaixo.
[Imagem: Laura Valencia Molina et al. – 10.1002/adma.202402777]

Eficincia e aplicaes

A equipe vem trabalhando em sistemas de viso noturna que possam ser incorporados em culos h vrios anos, tendo comeado com metassuperfcies de arsenieto de glio.

Esta nova verso foi feita de niobato de ltio, que totalmente transparente na faixa visvel, tornando-a muito mais eficiente – as propriedades do novo material geraram uma converso 10 vezes maior de luz infravermelha para visvel do que o anterior. Alm disso, o feixe de ftons se espalha por uma rea de superfcie mais ampla, limitando a perda angular de dados.

A reduo do tamanho, peso e requisitos de energia da tecnologia de viso noturna promete oportunidades significativas para as aplicaes de vigilncia, navegao autnoma, imagens biolgicas e fotografia, entre outras.

“As pessoas diziam que a converso ascendente de alta eficincia do infravermelho para visvel impossvel devido quantidade de informao no coletada devido perda angular que inerente s metassuperfcies no locais. Superamos essas limitaes e demonstramos experimentalmente a converso ascendente de imagem de alta eficincia,” disse Laura Molina, da Universidade Nacional Australiana.

Outras notcias sobre: