江苏激光联盟导读：
玩过《使命召唤》的你想必对这个场景非常熟悉——幽灵般的绿色图像，让看不见的物体变得可见。但是你知道夜视镜、红外照相机和其他类似设备也存在温度、视觉要求等技术限制么？你能想象液晶膜突破技术限制，飞入寻常百姓家，成为我们的日常么？
图1：艺术家对未来夜视眼镜的想象
近期，Rocio Camacho-Morales等人在《先进光子学》（Advanced Photonics (2021)）上发布文章，提出了一种新技术，使用超薄纳米晶体层使红外光可见，解决了当前此类设备长期存在的诸多问题，从而产生一个可以放在眼镜或其他镜片上的轻质薄膜层，由微型内置激光器提供动力，让人们在黑暗中如有神助，看到东西。
传统之局限：
商用红外摄像机将红外光转换成电信号，然后显示在显示屏上。由于红外光的能量和频率低，因此需要保证低温的环境。这使得传统的红外探测器体积庞大且笨重——会给使用人员的颈部带来慢性伤害。
当前技术的另一个缺点是它阻碍了可见光的传输，从而干扰了正常的视觉。在某些情况下，红外图像可以顺畅地被发送到显示器中。但是，当用户在移动时，传统技术则“鞭长莫及”。
还有一些不涉及电信号的全光替代品。它们直接将红外光与强光源的激光束结合在一种被称为“非线性晶体”的材料中，使红外光转换成可见光。从而可以被眼睛或照相机捕捉。但是这种晶体体积庞大，价格昂贵，且应用受限。
图2：扫描电子显微镜下的“元表面”纳米晶体图像
现行研究之优势：
与传统的非线性晶体不同，他们使用精心设计的“元表面（metasurfaces）”纳米晶体层——由数百个由半导体砷化镓制成的超微小晶体天线组成，此类超薄超轻的晶体层可以通过共振放大特定红外频率的光、激光和可见光输出的频率，实现对射入光的颜色或频率的调整。在实现红外成像的同时，保证了正常的视觉。通过对晶体的多点测试，在获得的图像中，暗条纹对应于被绿色可见光发射所包围的红外目标。
图3：组图左侧展示红外目标的形状，右侧是通过“元表面”的可见光图像
未来之前景：
未来对不可见的红外光检测的需求会不断增长，此项技术可广泛用于农业，以监测和控制作物质量；也可以用于激光雷达等遥感技术。在更广泛的背景下，使用“元表面”来检测、生成和操纵光的各产业正蓬勃发展。利用元表面的力量将使我们更接近实时全息显示、自动操作系统的人工视觉和基于超快光的无线网络等技术。
本文来源：Rocio Camacho-Morales et al,Infraredupconversion imaging in nonlinear metasurfaces,Advanced Photonics (2021). DOI:10.1117/1.AP.3.3.036002
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
