Вони перетворюють інфрачервоне випромінювання на кольорове зображення. При всіх перевагах людського зору його можливості досить обмежені — зокрема щодо ширини сприйманого спектра. Деякі метелики та павуки бачать ультрафіолет, а змії — в інфрачервоному діапазоні. Трапляються молюски, які мають п’ять типів колбочок, або риби, у яких крім паличок і колбочок є третій вид фоторецепторів — важко навіть уявити те багатство кольорів, яке їм доступне. Людей же, яких найрідкісніша генетична аномалія нагородила здатністю бачити більше кольорів і відтінків, можна перерахувати по пальцях.
На щастя, у XXI столітті техніка досягла таких висот, що може істотно покращувати людські можливості, зокрема зорові. У Пекінському технологічному інституті розроблено окуляри, які розширюють діапазон сприйманого спектра в бік інфрачервоних променів — перетворюючи їх на видиме зображення. На відміну від монохромних тепловізорів і приладів нічного бачення, вони кодують невидиме інфрачервоне випромінювання в різні кольори залежно від довжини хвилі та інтенсивності.
Пристрій під назвою апконвертер описано в журналі Science Advances.
Як працюють окуляри?
Окуляри не містять жодної електроніки — в їхній основі чиста фізика. Колоїдні квантові точки з телуриду ртуті поглинають інфрачервоне світло з довжиною хвилі від 0,98 до 2 мкм і перетворюють його на електричні заряди — дірки. Ці заряди надходять у органічний світлодіод з червоним і блакитним емісійними шарами, розділеними енергетичним бар’єром.
- Якщо дірок мало, вони залишаються в червоному шарі,
- Якщо багато — подолують бар’єр і потрапляють у блакитний шар, породжуючи різні додаткові кольори свічення.
Експериментальна перевірка технології
Технологію перевірили на експериментальному прототипі. Апконвертер масою всього 23 грами проєктував на ледь напівпрозорих лінзах окулярів чіткі зображення об’єктів, невидимих неозброєним оком. Електроретинографія показала, що сітківка очей людей у цих окулярах реагує на них так само, як на звичайну картинку.
Чутливість і ефективність
Завдяки високому КПД перетворення фотон-фотон — 3,85% (на рівні найкращих однокольорових ІК-апконвертерів) окуляри вийшли чутливими. Зміни кольору стають помітними від потужності ІК-опромінення 0,11 мВт/см², а яскравість — 23,7 мВт/см². При цьому лінзи добре пропускають видиме світло.