Investigadores han desvelado una tecnología revolucionaria de visión nocturna que puede transformar la vida cotidiana, haciendo potencialmente que las gafas de visión nocturna engorrosas y pesadas sean cosa del pasado. Se podría integrar un nuevo filtro infrarrojo ultrafino, más ligero que el plástico transparente, en las gafas normales, permitiendo a los usuarios ver tanto la luz infrarroja como la visible simultáneamente.
Los dispositivos de visión nocturna se han reservado tradicionalmente para uso militar, entusiastas de la caza o fotógrafos debido a su volumen y peso. No es probable que una persona promedio salga a correr por la noche con un kilo de más en la frente.
Los investigadores del Centro de Excelencia ARC para Sistemas Metaópticos Transformadores, o TMOS, creen que la voluminosa visión nocturna podría ser cosa del pasado. Pronto, los filtros que pesan menos de un gramo, integrados en gafas normales, podrían hacer que la visión nocturna sea accesible para todos. Imagínate conducir, caminar y trabajar de forma más segura durante la noche sin los engorrosos faros.
Desde gafas voluminosas hasta gafas de visión nocturna
La tecnología aprovecha un material especial llamado metasuperficie de niobato de litio para mejorar la visión nocturna. Este material mejora la luz infrarroja y la convierte en luz visible mediante un proceso llamado conversión ascendente no lineal. En términos simples, esto significa aumentar la energía de las partículas de luz. A diferencia de los sistemas de visión nocturna tradicionales que necesitan muchas piezas pesadas y voluminosas y sistemas de refrigeración, este nuevo enfoque es mucho más sencillo. El filtro de luz sería liviano y funcionaría a temperatura ambiente, lo que lo haría más práctico para el uso diario.
La visión nocturna tradicional implica que los fotones infrarrojos pasan a través de lentes y encuentran un fotocátodo para transformarlos en electrones. Luego, estos electrones se amplifican y reconvierten en fotones, produciendo una imagen visible. La visión nocturna es verde porque se considera que el verde proporciona el mejor equilibrio entre contraste y visibilidad en la oscuridad. Entonces, los electrones amplificados aterrizan en una pantalla recubierta de fósforo. Aún así, esta configuración es engorrosa y bloquea la luz visible.
Por el contrario, la tecnología de metasuperficie requiere menos piezas. Los fotones pasan a través de una única metasuperficie resonante donde se mezclan con un haz de bomba. Esta metasuperficie mejora la energía de los fotones, convirtiendo fotones de baja frecuencia directamente en el espectro visible.
Tecnología no tan imposible
La tecnología utiliza niobato de litio, que es totalmente transparente en el rango visible. Hace que el proceso sea mucho más eficiente al reducir la pérdida de datos angulares. En este contexto, la pérdida de datos angular se refiere a la pérdida de información visual que se produce cuando las partículas de luz se dispersan en diferentes ángulos. Al reducir esta pérdida, la tecnología garantiza la conversión de más luz infrarroja en imágenes claras y visibles, mejorando la calidad general y la eficacia del sistema de visión nocturna.
“La gente ha dicho que la conversión ascendente de alta eficiencia del infrarrojo al visible es imposible debido a la cantidad de información que no se recopila debido a la pérdida angular inherente a las metasuperficies no locales. Superamos estas limitaciones y demostramos experimentalmente una conversión ascendente de imágenes de alta eficiencia”, dijo la autora principal, Laura Valencia Molina.
La coautora Rocío Camacho Morales destaca las aplicaciones prácticas y afirma: “Esta es la primera demostración de conversión ascendente de alta resolución desde luz infrarroja de 1550 nm a luz visible de 550 nm en una metasuperficie no local. Estas longitudes de onda son cruciales, ya que 1550 nm es común en las telecomunicaciones y 550 nm es muy visible para el ojo humano”.
Los investigadores añaden que esta tecnología puede abrir nuevas oportunidades en imágenes biológicas, navegación autónoma y vigilancia. “La miniaturización de la tecnología de visión nocturna es un ejemplo clave del potencial de la metaóptica”, añadieron.
Los hallazgos aparecieron en la revista Advanced Materials.
Fuente: ZME Science.
