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[야간투시경 렌즈는 매우 얇고 가벼워서 어둠 속에서도 모두 볼 수 있어] 호주의 ARC Transformative Meta-Optical Systems(TMOS) 우수성 센터 연구원들은 크고 값비싼 헤드셋과 렌즈 부착 장치를 없애고 야간 투시경을 접근 가능하고 착용 가능하게

박민제 | 기사입력 2024/06/06 [08:28]

[야간투시경 렌즈는 매우 얇고 가벼워서 어둠 속에서도 모두 볼 수 있어] 호주의 ARC Transformative Meta-Optical Systems(TMOS) 우수성 센터 연구원들은 크고 값비싼 헤드셋과 렌즈 부착 장치를 없애고 야간 투시경을 접근 가능하고 착용 가능하게

박민제 | 입력 : 2024/06/06 [08:28]

 

야간 투시 렌즈: 일상 속 어둠을 밝히는 혁신 기술

저녁 운전부터 어둠 속에서 집이나 공원을 탐험하는 것까지, 간단한 야간 투시 렌즈 한 쌍을 착용하는 것이 편리하고 인간의 광학적 인식을 넘어서는 세계가 이전과는 전혀 다른 방식으로 비춰질 수 있는 상황이 너무 많다. 이 비전은 초박형 필름이나 랩 너비의 렌즈를 통해 일상적인 소비자에게 이 포착하기 힘든 시야를 제공할 수 있는 기술 혁신을 통해 현실이 될 수 있다.

호주의 ARC Transformative Meta-Optical Systems(TMOS) 우수성 센터 연구원들은 크고 값비싼 헤드셋과 렌즈 부착 장치를 없애고 야간 투시경을 접근 가능하고 착용 가능하게 만들기 위한 노력을 진행해 왔다.

 

혁신적인 야간 투시 기술

그들의 새로운 발견은 모든 복잡한 빛 처리가 더 단순하고 더 좁은 경로를 따라 이루어질 수 있도록 해줍니다. 이는 본질적으로 이 기술이 1그램 미만의 무게로 기존 렌즈 프레임에 배치될 수 있는 야간 투시경 필름으로 포장될 수 있음을 의미한다.

 

일상생활의 변화

독서용이나 운전용 안경과 거의 똑같이 생긴 야간 투시경을 매일 착용하면 어두워진 후에 일하고 노는 방식이 바뀔 수 있다. 늦은 밤 산책 중에 공원에서 목줄이 풀린 개를 찾는 것부터 운전석과 도보의 안전을 강화하는 것까지 많은 잠재력이 있다.

 

기존 야간 투시 기술과의 차별점

그렇다면 왜 우리는 이미 야간 가리개를 착용하고 돌아다니지 않는 걸까? 전통적인 야간 투시에는 빛의 광자가 대물 렌즈를 통과하여 두 개의 중요한 부분으로 구성된 전자 이미지 강화 튜브로 전달되는 복잡한 시스템이 포함된다. 먼저, 광전 음극은 광자를 전자로 변환한 다음 전자를 대량으로 증식시키기 위해 수백만 개의 정공으로 구성된 마이크로채널 플레이트로 흘러간다. 다음으로, 전자는 인광체로 코팅된 스크린에 도달하고, 인광체에 닿으면 녹색으로 '빛나'하여 야간 투시 시스템을 통해 보이는 장면을 비춘다.

새로운 야간 투시 렌즈 기술은 이러한 복잡한 과정을 단순화하고 초박형 필름 형태로 구현하여 착용감을 크게 향상시키고 가격을 낮추었다.

 

미래 전망

이 혁신적인 기술은 다양한 분야에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다. 야간 운전 안전을 개선하고 야간 작업자의 생산성을 향상시키는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 야외 활동, 탐험 및 구조 작업에도 활용될 수 있다.

TMOS 연구팀은 앞으로 상용화를 위한 노력을 지속할 계획이며, 향후 몇 년 안에 소비자들이 야간 투시 렌즈를 일상생활에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

 

야간 투시 기술의 혁신: 일상 생활에 적용될 날이 멀지 않았다

운전, 야경 탐색, 야간 산책 등의 상황에서 간단한 야간 투시 렌즈를 착용하면 인간의 시야를 넘어서 새로운 세상을 경험할 수 있다. 초박형 필름이나 렌즈로 이를 실현할 수 있는 기술은 더 이상 꿈이 아니다. 호주의 ARC Center of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems(TMOS) 연구원들이 야간 투시경을 접근 가능하고 착용 가능하게 만들기 위해 집중해 온 덕분이다.

이들의 새로운 발견은 복잡한 빛 처리를 더 단순하고 좁은 경로를 통해 가능하게 한다. 이는 본질적으로 이 기술이 1그램 미만의 무게로 기존의 렌즈 프레임에 배치될 수 있는 야간 투시경 필름으로 포장될 수 있음을 의미한다. 독서용이나 운전용 안경과 거의 같은 외형을 지닌 야간 투시경을 일상적으로 착용하면 어두워진 후에도 일과 놀이의 방식이 크게 변화할 수 있다. 한밤중에 공원에서 개를 찾거나 운전과 도보의 안전을 강화하는 등의 많은 잠재력이 있다.

그러나 우리는 왜 이미 야간 투시경을 착용하지 않는 것일까? 전통적인 야간 투시 시스템은 상당히 복잡하다. 이 시스템은 빛의 광자가 대물 렌즈를 통과하여 두 개의 중요한 부분으로 구성된 전자 이미지 강화 튜브로 전달되는 과정을 포함한다. 먼저, 광전 음극은 광자를 전자로 변환한 다음 전자를 증식시키기 위해 수백만 개의 정공으로 구성된 마이크로채널 플레이트로 흘러간다. 이후, 전자는 인광체로 코팅된 스크린에 도달하고, 인광체에 닿으면 녹색으로 '빛나' 야간 투시 시스템을 통해 보이는 장면을 비춘다.

이 기술의 구현은 현재 진행 중이며, 머지않아 우리는 더 간편하고 일상적인 방식으로 야간 투시 기능을 활용할 수 있을 것이다.

  1. 초박형 필름을 통해 야간 투시를 제공하는 기술 이미지
    Revolutionary thin film can add night vision to normal glasses

  2. TMOS의 야간 투시 기술 로고
    TMOS 로고

  3. 새로운 전광학적 접근 방식 응용
    New all-optical approach to revolutionise night vision technology

  4. 야간 투시 기술의 모형
    Night-vision lenses so thin and light that we can all see in the dark

이 기술은 일상적인 안경에 초박형 필름을 적용해 야간 투시 기능을 제공하는 것을 목표로 한다.

 

야간투시경 렌즈는 매우 얇고 가벼워서 어둠 속에서도 모두 볼 수 있어

 

어둠 속에서도 볼 수 있게 해주는 가벼운 안경은 우리가 퇴근 후 일하고 노는 방식을 바꿀 수 있습니다.
어둠 속에서도 볼 수 있게 해주는 가벼운 안경은 우리가 퇴근 후 일하고 노는 방식을 바꿀 수 있다.
DALL-E
 
 

저녁 운전부터 어둠 속에서 집이나 공원을 탐색하는 것까지 간단한 야간 투시 렌즈 한 쌍을 착용하는 것이 편리하고 인간의 광학적 인식을 넘어서는 세계가 이전과는 전혀 다른 방식으로 비춰질 수 있는 상황이 너무 많다. . 이 비전은 초박형 필름이나 랩 너비의 렌즈를 통해 일상적인 소비자에게 이 포착하기 힘든 시야를 제공할 수 있는 기술 혁신을 통해 현실이 될 수 있다.

호주의 ARC Center of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems(TMOS)의 연구원들은 크고 값비싼 헤드셋과 렌즈 부착 장치를 없애고 야간 투시경을 접근 가능하고 착용 가능하게 만들기 위한 노력을 진행해 왔다.

그들의 새로운 발견은 모든 복잡한 빛 처리가 더 단순하고 더 좁은 경로를 따라 이루어질 수 있도록 해준다. 이는 본질적으로 이 기술이 1그램 미만의 무게로 기존 렌즈 프레임에 배치될 수 있는 야간 투시경 필름으로 포장될 수 있음을 의미한다.

독서용이나 운전용 안경과 거의 똑같이 생긴 야간 투시경을 매일 착용하면 어두워진 후에 일하고 노는 방식이 바뀔 수 있다. 늦은 밤 산책 중에 공원에서 목줄이 풀린 개를 찾는 것부터 운전석과 도보의 안전을 강화하는 것까지 많은 잠재력이 있다.

그렇다면 왜 우리는 이미 야간 가리개를 착용하고 돌아다니지 않는 걸까? 전통적인 야간 투시에는 빛의 광자가 대물 렌즈를 통과하여 두 개의 중요한 부분으로 구성된 전자 이미지 강화 튜브로 전달되는 복잡한 시스템이 포함된다. 먼저, 광전 음극은 광자를 전자로 변환한 다음 전자를 대량으로 증식시키기 위해 수백만 개의 정공으로 구성된 마이크로채널 플레이트로 흘러간다. 다음으로, 전자는 인광체로 코팅된 스크린에 도달하고, 인광체에 닿으면 녹색으로 '빛나'하여 야간 투시 시스템을 통해 보이는 장면을 비춘다.

전통적인 야간 투시 처리에는 부피가 큰 기계 장치가 필요합니다.
전통적인 야간 투시 처리에는 부피가 큰 기계 장치가 필요하다.
티모스

당연히 이 방법은 현재 초박형 플라스틱 필름에 압착하는 것이 불가능하다.

대신, TMOS 연구자들은 본질적으로 빛 광자를 처리하기 위한 더 쉬운 경로를 제공하는 메타표면 기반 상향 변환 기술을 사용했다. 광자는 공명 메타표면을 통해 이동하며 펌프 빔과 혼합된다. 비국소적인 니오브산리튬 메타표면은 광자의 에너지를 높이고 먼저 전자로 변환할 필요 없이 광자의 에너지를 가시광선 스펙트럼으로 끌어온다. 또한 기존 야간 투시경에서 더 선명한 이미지를 위해 '소음'을 줄이는 극저온 냉각이 필요하지 않으므로 부피가 큰 야간 투시경 고글 메커니즘을 더 많이 제거할 수 있다.

더 간단한 광자 조작 프로세스는 어두운 밤의 캥거루 관찰 등을 위해 기존 렌즈 위에 맞는 얇은 필름을 통해 선명한 야간 시야를 제공합니다.
더 간단한 광자 조작 프로세스는 어두운 밤의 캥거루 관찰 등을 위해 기존 렌즈 위에 맞는 얇은 필름을 통해 선명한 야간 시야를 제공한다.
티모스

수석 조사관 Dragomir Neshev는 "이러한 결과는 특히 감시, 자율 항법 및 생물학적 이미징 산업에 상당한 기회를 약속합니다."라고 말했다. "야간 투시 기술의 크기 무게와 전력 요구 사항을 줄이는 것은 메타 광학이 어떻게 TMOS가 수행하는 작업은 Industry 4.0과 미래의 극도의 기술 소형화에 매우 중요합니다.”

이 새로운 기술은 또한 '렌즈'를 통해 볼 때 가시광선과 비가시광선(또는 적외선)을 하나의 이미지로 포착한다. 전통적으로 야간 투시 시스템은 각 스펙트럼에서 나란히 보기를 캡처하므로 동일한 이미지를 생성할 수 없다. 이는 사용자에게 무엇을 의미하나? 기본적으로 어둠 속에 있는 것을 더 나은 품질로 볼 수 있다.

저자 Rocio Camacho Morales는 "이것은 비국소 메타표면에서 1550nm 적외선에서 가시광선 550nm 빛으로의 고해상도 상향 변환 이미징에 대한 최초의 시연입니다."라고 저자 Rocio Camacho Morales는 말했다. "우리는 적외선 빛인 1,550nm 때문에 이러한 파장을 선택했습니다. , 는 통신에 널리 사용되며 550nm는 인간의 눈이 매우 민감한 가시광선입니다. 향후 연구에는 광대역 IR 이미징을 얻는 것을 목표로 장치가 민감한 파장 범위를 확장하고 가장자리 감지를 포함한 이미지 처리를 탐구하는 것이 포함될 것입니다.”

최신 연구는 갈륨 비소 메타표면을 사용하여 야간 시력에 대한 이전 연구를 개선했다. 이번에 그들은 니오브산 리튬 메타표면이 더 넓은 표면적에 걸쳐 더 효율적인 광 처리를 제공한다는 것을 발견했다.

주저자인 Laura Valencia Molina는 “사람들은 비국소 메타표면에 내재된 각도 손실로 인해 수집되지 않은 정보의 양 때문에 적외선을 가시광선으로 고효율로 상향 변환하는 것이 불가능하다고 말했습니다.”라고 말했다. “우리는 이러한 문제를 극복했습니다. 한계를 극복하고 고효율 이미지 상향 변환을 실험적으로 입증했다.” 이 연구는 Advanced Materials 저널에 게재되었다출처: TMOS(Transformative Meta-Optical Systems)를 위한 ARC 우수 센터

 

 

 
 
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