Nové polovodičové nanokrystaly zmenší noktovizory  
Dnešní noktovizory jsou těžké a neohrabané. Díky novému materiálu s nanoanténami by mohly brzy vypadat mnohem lépe.

 

Noční vidění v akci. Kredit: U. S. Department of Defence.
Noční vidění v akci. Kredit: U. S. Department of Defence.

Pamatujete si na dopadení jistého Usámy bin Ládina? Ikonický terorista by tehdy nejspíš nebyl zlikvidován, kdyby americká zásahová jednotka neměla k dispozici špičkové zařízení pro noční vidění L-3 Ground Panoramic Night Vision Goggles v ceně 65 tisíc dolarů (čili asi 1 milion 650 tisíc Kč). Ale i takové luxusní zařízení je podle bývalého příslušníka speciálních jednotek Navy SEAL Matta Bissonetteho „těžké, neohrabané a celkově podivné“. S novým objevem australských vědců by se to mohlo zásadně změnit.

Maria del Rocio Camacho-Morales. Kredit: Stuart Hay / ANU.
Maria del Rocio Camacho-Morales. Kredit: Stuart Hay / ANU.

Tým Australské národní univerzity (ANU), který vedla doktorandka Maria del Rocio Camacho-Morales, vyvinul nanofotonický materiál, který přetváří infračervené záření na viditelné světlo. Z takového materiálu bude možné vyrobit brýle pro noční vidění, které budou na rozdíl od těch současných velmi lehké, jistě i elegantní. Jestli se to povede, tak to bude naprostá revoluce v technologiích nočního vidění. Příslušníci speciálních jednotek si takové brýle klidně vezmou na rande a rozhodně s nimi zabodují.

 

Konvenční zařízení pro noční vidění, noktovizory, vypadají tak trochu jako brýle s dalekohledem a vyžadují elektrický proud. Fungují tak, že zachycují fotony o vlnových délkách 700 až 1 000 nanometrů, tedy červeného a blízce infračerveného záření. Tyto fotony pak fotokatoda přemění na elektrony, které se pomocí tisícovek voltů proženou vakuovými trubicemi. Dojde k sekundární emisi velkého počtu elektronů, které odpovídají uspořádání původních fotonů, a po dopadu na vrstvu fosforescenčního materiálu vykreslí požadovaný obraz.

 

Ultratenký film s nanokrystaly. Kredit: Mohsen Rahmani / ANU.
Ultratenký film s nanokrystaly. Kredit: Mohsen Rahmani / ANU.

Camacho-Moralesová s kolegy vytvořili polovodičové nanokrystaly, nanoantény 500krát tenčí nežli lidský vlas, které tvoří aluminium galium arzenid (AlGaAs). Tyto nanoantény dělají vlastně totéž, co dnešní noktovizory. Nepotřebují k tomu ovšem vakuové trubice. Nanoantény pochytají fotony infračerveného záření a zkombinují ho s dalšími fotony, v tomto případě z laserového paprsku. Výsledkem je, že nanoantény přemění infračervené záření přímo na viditelné světlo, aniž by muselo dojít ke konverzi fotonů na elektronický signál. Je pravda, že v této podobě by zařízení s nanofotonickým materiálem stále potřebovalo zdroj elektrické energie – pro pohon laserového paprsku, který je nezbytný k zesílení obrazu.

Navy SEALs při lovu na bin Ládina. Tyhle noktovizory si na rande raději neberte. Kredit: Columbia Pictures.
Navy SEALs při lovu na bin Ládina. Tyhle noktovizory si na rande raději neberte. Kredit: Columbia Pictures.

Podle šéfa výzkumu Dragomira Nesheva budou zařízení s tímto materiálem na baterky a dojde u nich k významnému zmenšení designu oproti dnešním noktovizorům.

 

Neshev uvádí, že v současné chvíli není snadné jejich materiál s nanoanténami vyrobit. Výrobní postup je ale podobný výrobě výkonných solárních článků pro kosmické technologie a aluminium galium arzenid se dnes zcela běžně používá při výrobě elektronických zařízení, jako jsou například chytré telefony. Australští badatelé nechali své polovodičové nanoantény narůst na skle, čili na průhledném materiálu. To by velmi obtížné a zároveň klíčové pro úspěch jejich technologie. Nedávno se také spojili s americkými vojenskými vývojáři Agentury ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty DARPA. S jejich pomocí hodlají vyvinout technologii, použitelnou pro novou generaci noktovizorů. DARPA, jak je jejím zvykem, se k tomu nevyjadřuje, ale za pár měsíců či let se nejspíš setkáme s novými brýlemi pro noční vidění na některé z budoucích misí speciálních jednotek.


Video:  Nano crystals turn darkness into light


Literatura
Australian National University 7. 12. 2016, Defence One 7. 12. 2016, Nano Letters 16: 7191–7197.

Datum: 15.01.2017
Tisk článku

Antény - encyklopedická příručka - Procházka Miroslav
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 561 Kč
cena: 499 Kč
Antény - encyklopedická příručka
Procházka Miroslav
Související články:

Nanoantény vyráběné technikou DNA origami     Autor: Josef Pazdera (23.07.2013)
Jak vyrobit nanočástice z krystalů zlata světlem?     Autor: Stanislav Mihulka (10.07.2016)



Diskuze:

Překonal jsem silou vůle svou vetchozrakost a článek vyhledal a přečetl i se supplements

Josef Hrncirik,2017-01-19 10:41:27

Připravili transparentní vzorky (veliké, převeliké až 0,1 mm x 0,1mm) pole ? 900 puntíků = nanoantén, budili ho 1 mW paprsku 1556 nm IR laseru zafokusovaným IR mikroskopickým objektivem do stopy průměru cca 2 um (aby se trefili do 1 puntíku a měřili směrovou charakteristiku a sílu vzniklé 2. harmonické (778 nm) fokusováním dalším mikroskopickým objektivem a sledováním obrazu chlazenou CCD kamerou.
Běžně se píše, že viditelnost končí u 750 nm, ale combatmanti vidí rudě i 780 nm).
Vygenerovaná slabě IR 2. harmonická 778 nm šla v 8 lalocích cca do vrcholů krychle, kupředu cca 5x víc než zpět.
Konverze na 2. harmoniku byla max. 0,01%, tj. zisk = -40 dB.
Laloky uviděl Bin Ládin dříve než my Jeho.
Připusťme, že v brýlích mámení je aktivní medium konvertující s velkým ziskem záření ještě teplého Bin.
Ho prozrazující fotonci by musely být mocmě zesíleny MEDIEM a musely by pokračovat ve svém směru bez výrazných laloků, aby šilhající střelec neskolil velitele akce dříve než do jejich brýlí plivne Pb Bin.
Pole nanoantén se bude chovat jako mřížka a uvidí přesilu několika tisíců pálících Binů.
Zamlžili se Vám někdy brýle strachem a hrůzou?
Akbar.

Odpovědět


Přetvořil jsem silou pole v anténce Ládinovo černé světlo na viditelné (se ztrátou 40 dB)

Josef Hrncirik,2017-01-19 11:46:04

Proč si však tento chabý obraz překrývám jasem mnoha laloků 2.harmonické z pomocného laseru, které fotony od Bina selektivně nezesilují.
Je to, jako když si v kině posvítím na padoucha na plátně a počítám své smrtelné zásahy odraženými kulemi.

Odpovědět

Asi nejsem dostatečně krátkozraký

Josef Hrncirik,2017-01-16 20:55:37

Narýsoval jsem si do skla brýlí na rande ostrý záměrný kříž, ale nemohl jsem ho najít, ani když jsem si svítil laserem do okou.

Odpovědět


Co Galileo svým dalekohledem zkroutil tak, že mu hrozilo nedobrovolné mučednictví?

Josef Hrncirik,2017-01-16 21:24:49

Odpovědět


DARPA se pokouší napodobit elegantní výrobky optiků s šikmýma očima

Josef Hrncirik,2017-01-17 17:39:16

Odpovědět


Již pan MeOpta n.p. Rausnitz nejlépe věděl, do kterých konjugovaných rovin svého zobrazovacího pole výhodně investovat záměrné kříže a posilovače obrazu.

Josef Hrncirik,2017-01-18 07:05:13

Odpovědět


Vědci potiskli kontaktní čočky kvantovými tečkami a šli domů.

Josef Hrncirik,2017-01-21 10:55:17

zoom.iprima.cz/clanky/vedci-potiskli-kontaktní-cocky-kvantovými-LED-teckami.
Dokázali, že se čočky dají potisknout.
A šli utratit výdělek.
Po návratu sdělili novinářům.
Pakliže by se optickou soustavou v tečkách vybudila fluorescence, pozorovatel by měl vjem obrazu na čočky vysílaného a zaostřeného vysílací optikou.
O této optice však zatím vědcové neuvažují, zatím bádají, jako když tiskne.
Proč však rovnou nevytřeli pozorovateli zrak přímo promítaným obrazem, tj. bez fluorescence až na tečkách?
Má to už někdo zapatentované?
Není to ruský web?

Odpovědět


V Maria del Rocio-Morales jsou Galileovy optogeny již příliš zředěny

Josef Hrncirik,2017-01-25 10:34:49

Proč si nepřiložila na bulvu (zorničky) Wollastonovy zaměřovací drátky?
Viděla by, že nic nevidí a tím by prozřela.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace