Nossos óculos em breve serão equipados com um filtro discreto de visão noturna?

Os pesquisadores do TMOS (Centro de Excelência para Sistemas Meta-Ópticos Transformadores) na Austrália desenvolveram uma nova tecnologia de visão noturna. Eles criaram um filtro infravermelho tão fino que pode ser integrado a óculos comuns, permitindo ao usuário ver simultaneamente o espectro de luz visível e infravermelha.

Conversão infravermelha (IR) para visível (VIS) para aplicações de imagem.
a) Esquema de um conversor não linear para imagem infravermelha: a luz infravermelha que ilumina um objeto e passa mediante uma lente (L1) é convertida em luz visível e captada por outra lente (L2) para ser observada por uma câmera de silício convencional.
b) O conversor ideal deve converter todos os feixes incidentes em diferentes ângulos com a mesma eficiência, ou seja, H(k) = constante. H(k) é a função de transferência de conversão.
c) Na prática, devido à dispersão angular do conversor, os componentes com incidência normal são convertidos mais eficientemente do que aqueles com ângulos de incidência maiores, ou seja, H(klow) > H(khigh).

Tradicionalmente, a visão noturna foi reservada para militares, caçadores e fotógrafos devido ao peso e ao volume dos equipamentos. Esses dispositivos usam um mecanismo complexo onde os fótons infravermelhos são convertidos em elétrons, amplificados e depois reconvertidos em fótons visíveis. Esses sistemas são não apenas pesados, mas também requerem um resfriamento criogênico para evitar o ruído térmico.

A nova tecnologia desenvolvida pelo TMOS utiliza uma metassuperfície não local de nióbio de lítio para uma conversão ascendente dos fótons. Os fótons passam por uma metassuperfície ressonante onde são misturados com um feixe de bomba, aumentando sua energia e convertendo-os diretamente em luz visível sem passar por uma etapa intermediária de elétrons. Este processo funciona à temperatura ambiente, eliminando a necessidade de sistemas de resfriamento volumosos.

Essa abordagem simplificada permite miniaturizar consideravelmente o dispositivo de visão noturna. O novo filtro pesa menos de um grama e pode ser aplicado como um filme em óculos comuns. Laura Valência Molina, uma das autoras do estudo, destaca que esta inovação supera as limitações anteriores de perda angular inerente às metassuperfícies não locais, permitindo uma conversão acendente altamente eficiente do infravermelho 1550 nm em luz visível 550 nm.

Esta inovação abre caminho para diversas aplicações. Óculos de visão noturna para o público podem melhorar a segurança durante a condução noturna, caminhadas ou trabalho em condições de pouca luz, sem a necessidade de equipamentos volumosos. Ao capturar simultaneamente o visível e o invisível em uma única imagem, essa tecnologia oferece uma visão de melhor qualidade na escuridão.