Наноантенны превратят инфракрасный свет в видимый

Ученые из Австралийского национального университета создали наноантенны, каковые разрешают преобразовать инфракрасный свет в видимый. В будущем они смогут быть использованы при разработке легких и компактных очков ночного видения. Работа исследователей размещена в издании Nano Letters.

Хорошие очки ночного видения включают большое количество элементов и снаружи очень сильно напоминают бинокль. В их базе лежит электронно-оптический преобразователь, что нужен для превращения невидимого глазом инфракрасного изображения в видимое. Он складывается из фотокатода, вакуумной трубки, усилителя электронных потоков, источника и экрана питания.

Сперва ИК-излучение попадает на фотокатод. Благодаря внешнему фотоэффекту из него вылетает поток электронов. Попав в вакуумную трубку частицы разгоняются и отправляются к усилителю — круглой пластинке с множеством небольших сот. Проталкиваясь через эти соты, они «выбивают» еще больше электронов (вторичная электронная эмиссия), и в финише финишей данный поток попадает на люминесцентный экран.

В результате мы видим те объекты, каковые невооруженным глазом рассмотреть не можем.

Наноантенны превратят инфракрасный свет в видимыйПроцесс генерации второй оптической гармоники, из-за которого рождаются фотоны с удвоенной частотой. Rocio Camacho-Morales et al / Nano Letters

Нетрудно додуматься, что такие очки достаточно громоздки, исходя из этого ученые стремятся сделать их более компактными и легкими. Авторы новой работы предлагают решить эту проблему за счет применения наноантенн, которым в отличие от хорошего электронно-оптического преобразователя не потребуется вакуумная трубка.

Миниатюрные антенны складываются из арсенида алюминия-галлия. Они в 500 раз уже людской волоса и встроены в бензоциклобутеновую поверхность, показатель преломления которой эквивалентен стеклу. Они принимают фотоны инфракрасного света (в данном случае исходящие от ИК-лазера) и «объединяют» их так, что протяженность волны выясняется в половину меньше изначальной и частота излучения возрастает — это именуется генерацией второй оптической гармоники.

В ходе для того чтобы процесса невидимый свет, исходящий от объектов, преобразуется в видимый.

Команда исследователей отмечает, что соединить антенны и прозрачный материал весьма тяжело. Помимо этого, по словам ученых, очкам нового типа все равно будет нужен ИК-лазер для подсветки, а это значит, что всецело избавиться от источника питания не удастся. Но в случае если на базе нового материала удастся создать прибор ночного видения, то он будет намного более компактным если сравнивать с большинством современных.

Сравнительно не так давно ученые создали светособирающие наноантенны из белков, каковые смогут запасать и передавать энергию наподобие светособирающих комплексов у бактерий. Согласно мнению ученых, такие структуры смогут быть использованы в биосовместимых неестественных преобразователях энергии.

Создатель: Кристина Уласович

Инфракрасное излучение

Статьи, которые будут Вам интересны: