Начиная от ночных поездок за рулём и заканчивая прогулкой с псом в тёмном парке: в нашей повседневной жизни хватает ситуаций, когда нам пригодилось бы ночное зрение. Увы, природа не одарила нас такой сверхспособностью, потому, чтобы видеть в темноте, людям приходится прибегать к применению вспомогательных средств. С середины XX века приборы ночного видения проделали немалый путь, став более компактными, технологичными и доступными, однако они всё же остаются довольно нишевыми инструментами, не слишком подходящими для бытового использования. Впрочем, учёные из австралийского исследовательского центра ARC Centre TMOS считают, что их разработка – линза ночного видения толщиной с пищевую плёнку может найти гораздо более широкое применение.

Команда ARC Centre TMOS уже много лет работает над тем, чтобы сделать ночное видение более простым, доступным и удобным без громоздких и дорогих гарнитур, окуляров и пр. Традиционные приборы ночного видения представляют собой сложную систему, которая трансформирует видимый свет в электронный сигнал и многократно его усиливает благодаря комбинации оптики, фотокатода, микроканальной плиты и фотофосфорного экрана. За десятки лет эволюции этой концепции устройства стали гораздо меньше и легче, однако такая система всё равно не способна уместиться в чём-то столь же комфортной и компактной форме, как, например, обычные очки. Учёные из TMOS разработали кардинально новую систему, которая многократно сокращает и упрощает преобразование фотонов для формирования изображения в видимом спектре.

Идея австралийских исследователей состоит в использовании эффекта нелинейного повышения конверсии за счёт метаповерхностей. По задумке исследователей, фотоны проходят через резонансную нелокальную метаповерхность из ниобата лития – кристаллов, обладающих нелинейно-оптическим характеристиками. Этот материал увеличивает длину волн видимого и инфракрасного излучения, усиливая энергию фотонов, что делает их регистрируемыми в видимом диапазоне без потребности конвертирования в электроны. Этот процесс также не требует экстремального криогенного охлаждения, с помощью которого обычно снижают «шум» изображений, передаваемых традиционными приборами ночного видения. К тому же данная технология позволяет одновременно улавливать излучение в видимом и ИК спектрах (1550 – 550 нм), объединяя их в одно изображение с более высокой степенью детализации. При этом метаповерхность имеет толщину пищевой плёнки, которую можно разместить, например, на линзах обычных очков с диоптрийной коррекцией или без неё.

Учёные считают, что их разработка не только найдёт применение в бытовых ситуациях, но также станет полезной для модернизации средств наблюдения в целях безопасности, устройств автономной навигации, медицинской и экологической визуализации и т. д. К тому же мета-оптика может лечь в основу устройств ночного видения нового поколения, отличающихся меньшей массой, размерами и энергетическими потребностями.