Очки, дающие инфракрасное зрение: зачем они нужны
Инфракрасное излучение окружает нас повсюду. Его испускают нагретые предметы, живые организмы и многие источники света, однако человеческий глаз его не воспринимает. Причина заключается в устройстве фоторецепторов сетчатки: энергия инфракрасных фотонов недостаточна для того, чтобы вызвать необходимую реакцию светочувствительных клеток. Но что если мы получим бытовой прибор, который обеспечит инфракрасное зрение? Что это нам даст?
Какое излучение различает человеческий глаз
Видимый человеку диапазон занимает область примерно от 400 до 700 нанометров. За его пределами начинается огромный мир электромагнитного излучения, включающий инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и другие волны. Многим животным эти участки спектра доступны. Например, пчёлы и некоторые птицы видят ультрафиолет, а гремучие змеи способны чувствовать инфракрасное излучение и благодаря этому обнаруживать теплокровную добычу.
Флюоресценция попугая вида корелла
Фото: © Kelly2357
Какие приборы позволяют видеть ИК-излучение
Инфракрасный диапазон долгое время оставался доступен только через специальные приборы: тепловизоры и камеры ночного видения. Это громоздкие устройства, которые обычно дают изображение одного цвета, например зелёного. Чем сильнее сигнал, тем ярче участок изображения.
Сотрудники Пекинского технологического института разработали технологию, которая решает обе эти проблемы. Они создали прототип очков весом всего 23 грамма, в которых находятся коллоидные квантовые точки теллурида ртути. Это крошечные полупроводниковые частицы, способные поглощать инфракрасные фотоны. Полученная энергия преобразуется в электрический сигнал, который затем поступает в OLED-слой, расположенный в линзе очков. В результате инфракрасное излучение превращается в видимый свет.
Что такое квантовые точки?
Квантовые точки — крошечные частицы, свойства которых зависят от их размера. Изменяя размеры таких наночастиц, учёные могут управлять тем, какие длины волн они поглощают или испускают. Именно поэтому квантовые точки особенно востребованы для создания компактных инфракрасных сенсоров и других оптоэлектронных устройств.
Квантовые точки используют для создания различных приборов, в том числе лазеров
Nomad_Soul
Устройство позволяет различать длину волны инфракрасного излучения. Более длинноволновый и слабый сигнал отображается красным, а более коротковолновый и интенсивный добавляет к нему голубой оттенок. Таким образом, пользователь получает дополнительный «слой» информации поверх обычного изображения.
Очки — не единственный форм-фактор для этой технологии. Исследователи уже экспериментируют с контактными линзами, способными регистрировать инфракрасное излучение. Пока такие устройства не превращают человека в обладателя настоящего «сверхзрения», но постепенно стирают границу между биологическим зрением и техническими системами.
Зачем человеку видеть ИК-излучение
Говорить о появлении массовых инфракрасных очков пока рано, но новый прибор может оказаться полезным в быту. Инфракрасное изображение помогает ориентироваться при плохой видимости, а также давать информацию о недоступных невооружённому глазу свойствах объектов. Идентификация веществ — перспективное направление. Разные материалы по-разному взаимодействуют с инфракрасным излучением, поэтому спектральная информация может помогать различать их состав.
Изображения в ИК-диапазоне
synthetick
Инфракрасная визуализация уже используется в промышленности, медицине, экологическом мониторинге и системах машинного зрения, а компактные квантово-точечные сенсоры могут сделать такие технологии более доступными. Авторы изобретения также рассматривают технологию как возможную основу для нового поколения визуальных протезов и устройств дополненной реальности.
