夜視鏡的革新技術

生活科學趣談

透過納米技術就可以做到低功耗的夜視鏡功能 – Engadget發布於2016 年 12 月 12 日

文中這句「雖說這新方法還是需要外部電源的協助,但對比傳統 NVG 的已經要低耗很多」說得保守了,來對照一下原文→〈Nanotech Breakthrough Could Revolutionize Night Vision〉,內文提及「Now researchers from Australia have developed a material that can make infrared light visible, raising the possibility of night-vision goggles as thin as glass and free of external power.」。雖說能量不能無中生有,將光子能量較低的紅外光轉換成能量較高的可見光總得補差額,而該研究團隊現階段也是藉由雷射光來提供能量,讓奈米天線所汲取的紅外光子,與其結合來達成提高頻率成為倍頻諧波之可見光。研究團隊認為將來可開發出無需電源的夜視鏡,我猜或許是藉由夜晚來自天空的紫外線來達成。因為陽光會在天空形成一道與陽光成90度正交的強烈偏振光圓環,其中就富含短波長的紫外線與藍紫光,我認為這應該就是紫嘯鶇在黎明破曉前總能準時啼叫的機制→〈為何天還沒亮鳥兒就知道該起床了?

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因此在夜晚十點以前及凌晨二點以後,基於大氣層對於太陽光的散射,導致夜晚仍會存在著微量的紫外線,因此或可不需藉由額外提供的電能即能”看見紅外光”

來認識一下其中的關鍵因素「倍頻諧波

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下則影片則是使用硼酸鋇晶體(BBO)來演示將紅外光變成可見光的實驗

非線性光學介紹

延伸閱讀

1.〈Second-harmonic generation from hyperbolic plasmonic nanorod metamaterial slab

2. 傳統夜視鏡的成像機制:
夜視裝置透過前端的物鏡收集現有的環境光(星光,月光或紅外光),這些光子進入能產生光電效應的光電管,將光子轉變成電子。然後這些電子通過微通道陣列(例如1024 × 256個)時,藉由高電壓(約5000V)的倍增效應使電子數量經由二次發射而產生更多的電子(註:這個額外的倍增過程能提供更明亮的圖像)。最後電子離開微通道陣列而撞擊在磷光屏發出綠光(使用綠色磷光粉是因為人眼對綠光較敏感,更容易區分對比度),透過目鏡即可放大這幕綠色的增強圖像

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同場加映:
1. 將數位相機改成夜視相機

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