اختراع جدید محققان: نوار OLED برای دید در شب که حتی نازک‌تر از کاغذ است

این فیلم یا نوار به‌اندازه عینک‌های دید در شب نظامی جذاب نیست، اما شاید بتوانید آن را به سادگی روی عینک محبوب خودتان بچسبانید.

پژوهشگران دانشگاه میشیگان در یک ابتکار هوشمندانه توانسته‌اند یک فناوری دید در شب مبتنی بر OLED توسعه دهند که از یک کاغذ نازک‌تر است. البته شاید به‌اندازه عینک‌های پیشرفته AN/PSQ-20 نیروهای عملیات ویژه ارتش آمریکا جذاب نباشند!

این فناوری یکی از بزرگ‌ترین قدم‌ها در زمینه فناوری دید در شب است که به لطف یک نوع جدید OLED ممکن شده. OLEDها دیودهای گسیل نور ارگانیک هستند که در نمایشگر برخی از مدل‌های گوشی‌های هوشمند یا لپ‌تاپ‌ها استفاده می‌شوند.

پژوهشگران دانشگاه میشیگان با ساخت یک نوار یا فیلم پنج‌لایه OLED که کمتر از یک‌دهم موی انسان ضخامت دارد، توانسته‌اند نور فروسرخ را به نور مرئی تبدیل کنند و شدت آن را بیش از ۱۰۰ برابر افزایش دهند. آن‌ها این فیلم دید در شب را با قطعات حاضر و آماده ساخته‌اند و از روش‌هایی استفاده کرده‌اند که از قبل در فناوری OLED کاربرد داشته است. در نتیجه هزینه و مقیاس‌پذیری این فناوری بسیار مطلوب است.

آن‌ها این کار را با روشی بسیار منحصربه‌فرد انجام داده‌اند. یک لایه جاذب فوتون که با یک پشته پنج‌لایه‌ای OLED ترکیب شده، نور فروسرخ را به الکترون تبدیل می‌کند. پشته OLED به‌ازای هر الکترون که عبور می‌کند، پنج فوتون تولید می‌کنند.

و همزمان که برخی از فوتون‌ها وارد چشم کاربر می‌شوند، بقیه دوباره جذب لایه جاذب فوتون می‌شوند و یک چرخه بازخورد مثبت شکل می‌گیرد که نور خروجی را بیشتر تقویت می‌کند.

پژوهشگران عقیده دارند که می‌توانند طراحی خود را بهینه‌سازی کنند تا کیفیت تصویر خروجی افزایش یابد.

خصوصیات دوربین دید در شب OLED

یکی از خصوصیات جالب این نوار که کمتر از یک میکرون ضخامت دارد، «اثر حافظه» یا هیستِرِزیس (Hysteresis) است. پژوهشگران باور دارند که این قابلیت باعث می‌شود فیلم‌شان قابلیت استفاده در سیستم‌های بینایی کامپیوتری را داشته باشد. سیستم‌های یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی (هوش مصنوعی) می‌توانند از تصاویر و سیگنال‌های نوری سیستم دید در شب OLED برای معنی‌کردن و تفسیر تصاویر استفاده کنند.

این اثر حافظه مانند وقتی است که در یک اتاق تاریک ناگهان یک نور شدید می‌بینید و برای مدتی یک لکه بنفش مشابه منبع نور در میدان دید شما باقی می‌ماند. ماندگاری و وضوح اثر حافظه این نوار OLED نیز به همین شکل به شدت و مدت‌زمان تابش منبع نور بستگی دارد.

این دستگاه با ولتاژی بسیار پایین‌تر از تقویت‌کننده‌های تصویر متداول کار می‌کند. پژوهشگران می‌گویند که این اولین دستگاه فیلم نازک است که افزایش فوتون آن بالا است.

دستگاه‌های دید در شب از پیش از جنگ جهانی دوم در دسترس بوده‌اند. عینک‌های دید در شب متداول نیاز به برق زیادی دارند و استفاده از آن‌ها راحت نیست.

عینک‌های مدرن، نور فروسرخ موجود در محیط را جمع و آن را با گذراندن از یک فوتوکاتد به الکترون تبدیل می‌کنند. این الکترون‌ها از یک صفحه ریزکانال عبور می‌کنند که تعداد الکترون‌ها را پیش از هدایت به سمت یک صفحه نمایش فسفری افزایش می‌دهد. صفحه فسفری به الکترون‌ها حساس است و آن‌ها را به نور مرئی تبدیل می‌کند.

این صفحه‌ها عمدتاً سبزرنگ هستند، زیرا چشمان ما به نور سبز حساس‌تر است و جزئیات آن را بهتر تشخیص می‌دهد. اما صفحه‌های سفید و صفحه‌هایی که گرما را نشان می‌دهند نیز وجود دارد.

امروز عینک‌های دید در شب فراوانی، از انواع بسیار ارزان تا بسیار گران، در بازار موجود هستند. یک عینک خوب می‌تواند زیر نور ستاره‌ها جزئیاتی را نشان دهد که کاملاً از چشم غیرمسلح پنهان هستند. اگر فناوری نوارهای OLED دید در شب تجاری شوند، شاید بتوان آن‌ها را خیلی ساده مانند برچسب روی هر عینکی چسباند.

پژوهشگران نتایج کار خود را در ژورنال Nature Photonics منتشر کرده‌اند.