星期三, 4月 9

紅外線夜視 隱形眼鏡 即將問世

如果在黑暗的環境下看不到東西讓你感到非常害怕,那麼這項最新的研究成果很有可能讓你擺脫這種恐懼。最近來自美國密歇根大學的研究人員開發出了一種全新的紅外傳感器,而這種傳感器未來最終將會有可能被應用到隱形眼鏡上,讓其擁有夜視功能。聽上去的確很有諜戰電影的感覺,但是它即將變成現實。


美國密歇根大學的研究人員研製出能夠建造一種具有捕捉可見光和紅外線能力的傳感器,並且在鏡片之間夾入石墨烯,而不需要笨重的冷卻裝置。一般而言,中紅外和遠紅外傳感器通常必須在極低的溫度才能工作。團隊已經打造出一片比指甲還小的眼鏡原型,還能夠再縮小。

電氣工程和計算機學助理教授和他的團隊對石墨烯產生電信號的過程進行了改進,將石墨烯進行“三明治”夾層處理,在兩個石墨烯薄片之間設置了一個絕緣隔離層,底層有電流通過。

當光線照射到頂層石墨烯的時候,裝置會釋放電子,產生帶正電的空穴。而後在量子穿隧效應下,電子穿過中間的絕緣層,到達底部的石墨烯層。此時,留在上層石墨烯上的帶正電空穴會產生電場,並對下層石墨烯的電流產生影響。通過測量電流的變化,就能推斷出照射在上層石墨烯上的光的亮度。鐘朝暉稱,新方法首次讓中紅外和遠紅外傳感器的靈敏度達到了一個新的高度,完全能夠媲美需​​要冷卻裝置才能運行的傳統紅外線傳感器。

這種鏡片像數碼相機矽圖像傳感器一樣敏感,充分利用了石墨烯“超級傳感器”的性能。石墨烯內的電子能夠像光子一樣高速運動,是矽中光子速度數十倍。它可作為一種“熱載流子”,產生的效應可以測量、加工處理,轉換成為圖像。研究人員還指出,石墨烯是超寬帶光電探測器的首選材料,它能夠吸收紫外線至遠紅外線的光譜。據資料,紅外線的波長在760納米至1毫米之間,是波長比紅光長的非可見光,分為近紅外線、中紅外線和遠紅外線三種。

團隊成員說,他們設計出極薄的石墨烯感光器,能夠加到隱形眼鏡中,或與手機鏡頭整合。專家表示,這項技術可以擴大應用到軍事、安保、醫學等領域,例如強化軍人夜行時的視力,以及需要黑暗中觀察周圍環境的群體。
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