Forschende entwickeln Nachtsichtgerät in Farbe
Normale Restlichtverstärker übersetzen Infrarotstrahlung in ein monochromatisches grünes Bild. Die Technologie einer chinesischen Universität soll Dunkelheit künftig mehrfarbig sichtbar machen.
Forschende in Peking haben ein Nachtsichtgerät entwickelt, das Infrarotstrahlung in ein mehrfarbiges Bild übersetzt – statt in die typische grüne Monochrom-Optik klassischer Restlichtverstärker. Das System des Beijing Institute of Technology kombiniert infrarotempfindliche Quantum-Dots mit einer zweilagigen OLED-Anzeige. Es soll mehr Details aus der Dunkelheit holen als bisherige Technik.
Im Kern steckt eine Schicht aus Quecksilber-Tellurid-Quantum-Dots. Diese rund vier Nanometer grossen Partikel absorbieren Infrarotlicht bis zwei Mikrometer Wellenlänge. Anders als herkömmliche Halbleiterdetektoren liefern sie kein breites, einheitliches Signal, sondern reagieren abhängig von Wellenlänge und Intensität des eintreffenden Lichts. Längere Wellenlängen erzeugen weniger Ladungsträger, kürzere mehr. So entsteht ein Signal, das Informationen über die spektrale Verteilung und die Helligkeit der einfallenden Strahlung enthält.
Dieses Signal fliesst in ein zweilagiges OLED-Display hinter der Detektorschicht. Die erste OLED-Lage besteht aus rot emittierendem Phosphor, die zweite aus einem Cyan-Phosphor. Dazwischen liegt eine Energiebarriere. Treffen wenige positive Ladungsträger ein, bleiben sie in der roten Schicht und das Pixel leuchtet dunkelrot. Steigt die Zahl der Ladungsträger, sättigt sich die Barriere und mehr Ladungen gelangen in die zweite Schicht. Dann strahlt das Pixel zusätzlich in Cyan. Mischung und Helligkeit des Lichts verschieben sich schrittweise. So entsteht ein Farbbild, das sowohl Intensität als auch spektrale Information des Infrarotlichts trägt.
AR-Brillen und Cyborg-Implantate
In Laborversuchen erreichte das System laut Studie eine Empfindlichkeit, die Helligkeitsunterschiede im Infrarotbereich etwa 200 Mal feiner auflösen kann als ein einfarbiges Nachtsichtgerät. Die Forschenden integrierten die Technik in eine semitransparente Brille mit einem aktiven Sichtfeld von 3,6 Quadratzentimetern. Sichtbares Licht passiert die Struktur weitgehend ungehindert. In einem Augmented-Reality‑Modus lassen sich Infrarotinformationen über die normale Sicht legen. Mit zusätzlichem Filter wäre auch ein reiner Infrarotmodus möglich. Ausserdem prüfte das Team auch eine Anwendung in Implantaten. Nachtsicht-Cyborgs lassen grüssen.
Quelle: Beijing Institute of Technology
Von einem fertigen Produkt ist die Technik noch weit entfernt. Die Brille braucht eine externe Stromversorgung und wurde nicht in Alltagsszenarien getestet. Es bleibt unklar, wie gut die Farbcodierung funktioniert, wenn viele Infrarotquellen mit verschiedenen Temperaturen und Materialien gleichzeitig im Bild sind. Hinzu kommt das Materialrisiko: Quecksilber‑Tellurid ist ein Schwermetall‑Halbleiter. Das wirft Fragen zur langfristigen Stabilität und zur Sicherheit bei Hautkontakt auf. Bis aus dem System alltagstaugliche Nachtsichtbrillen oder Sehprothesen werden, braucht es weitere Materialstudien, Miniaturisierung und Langzeittests.
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