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告別沉重夜視鏡，密歇根大學研發出厚度不到頭發絲1/10的新型OLED夜視薄膜

文章來源：賢集網更新時間：2024-09-24 15:20:19

在科技不斷演進的當下，夜視技術一直是眾多領域關注的焦點。傳統夜視設備雖有其作用，但沉重、耗電等問題也困擾著使用者。然而，密歇根大學的科學家們帶來了一項重大突破，一種新型 OLED 或將徹底改變夜視技術的未來格局。

一、傳統夜視設備的厚重枷鎖與歷史足跡

傳統夜視設備在當今時代暴露出諸多明顯的局限性。它們往往沉重不堪，佩戴起來給使用者帶來極大的負擔，無論是在行動的便捷性還是長時間使用的舒適度上都大打折扣。而且，傳統夜視鏡對電量的需求極大，這不僅使得其在使用過程中需要頻繁更換電池或連接大型電源，還限制了其在一些特殊環境下的應用。

回顧歷史，夜視儀的發展歷程充滿了傳奇色彩。早在 1929 年，匈牙利物理學家卡爾曼?蒂哈尼發明了對紅外光敏感的電視攝像機，這一創舉為后來夜視技術的發展奠定了基礎。隨后，英國將其用于防空。到了 20 世紀 40 年代，德國陸軍將夜視技術應用于裝甲坦克，如著名的 ZG 1229 Vampir 型 NVD。這款夜視設備在當時具有開創性意義，它使用普通鎢絲燈，配合濾光片只允許紅外線通過，為德軍在夜戰中帶來了巨大優勢。在二戰結束前，德國人更是將其進一步改進為可安裝在步槍上的移動設備，連接著一個 30 磅重的電池作為背包佩戴。1945 年晚些時候，英國制造的雙筒望遠鏡式夜視儀雖然在技術上有一定進步，但需要一個高達 7000 伏的電源盒，這使得其機動性極差，且產量極為有限。

隨著時間的推移，雖然如今我們可以在市場上買到價格各異的夜視設備，從相對便宜的一百美元左右的產品到價格昂貴的高端型號都有。然而，這些傳統夜視設備依然存在著重量、電量需求以及體積等方面的問題，難以滿足現代社會對于便攜性和高效性的需求。

二、新型 OLED 的璀璨登場

密歇根大學的美國科學家在科學領域的權威雜志《Nature Photonics》上發表了一項具有重大突破意義的研究成果 —— 一種新型 OLED。這款新型 OLED 器件宛如夜空中一顆璀璨的新星，為夜視技術帶來了全新的變革。它能夠將近紅外光轉換為可見光，并且將其放大 100 倍以上，這一驚人的性能突破了傳統有機 LED 只能進行簡單轉換而無放大功能的局限。

該 OLED 器件的結構設計精巧而獨特。它配備了厚度小于 1 微米的光子吸收層，這個極薄的層面如同一位高效的捕光者，能夠敏銳地捕捉近紅外光。同時，它還擁有一個將電子轉換為可見光光子的五層 LED 封裝，這五層結構就像是一座精密的光學工廠，將電子轉化為絢麗的可見光。其獨特的設計使得該器件在運行時所需電壓比傳統圖像增強器低得多，從而可以使用小型電源，極大地提高了便攜性。想象一下，使用者不再需要背負沉重的大型電源，只需一個小巧的電源設備就能輕松驅動這款新型夜視工具。

當光子進入器件后，奇妙的事情發生了。一部分光子如同勇敢的使者，直接擊中用戶的眼睛，為使用者帶來清晰的視覺體驗；而其他光子則像是聰明的精靈，逃逸回吸收層，在那里產生更多的電子。這種連鎖反應就如同一場神奇的光學魔法，大大放大了輸出光的量，為使用者提供更加明亮、清晰的夜視畫面。

密歇根大學電氣工程和計算機科學教授克里斯?吉賓克和他的研究團隊通過不懈的努力，制作出了厚度不到頭發絲 1/10 的五層有機發光二極管薄膜。他們的創新方法是將光子吸收層與五層有機發光二極管疊層相結合，將紅外光轉換成電子。每有一個電子通過這層獨特的結構，就如同觸發了一個神奇的機關，這層有機發光二極管就會產生五個光子，然后電子被巧妙地轉換成可見光光子。

三、獨特優勢與廣闊未來展望

這種新型 OLED 具有諸多令人矚目的獨特優勢。首先，它在制造過程中使用 “現成的” 部件，采用已在實踐中用于制造有機發光二極管的方法。這意味著生產成本得以大幅降低，不再需要高昂的特殊材料和復雜的制造工藝。同時，這種可利用現有技術和部件的特性也使得其可擴展性大大增強，能夠更容易地進行大規模生產，滿足不同領域的需求。

其次，它產生的 “記憶效應”，即滯后效應，為未來的技術應用打開了一扇充滿無限可能的大門。研究團隊認為，機器學習和神經網絡有可能通過 OLED 夜視系統感知和解釋圖像和光信號。這就像是為人工智能在夜視領域搭建了一個廣闊的舞臺，讓其能夠充分發揮自身的優勢，為使用者提供更加智能、高效的夜視體驗。例如，在安防領域，通過人工智能與 OLED 夜視技術的結合，可以實現對潛在危險的自動識別和預警；在戶外探險中，能夠為探險者提供更加準確的環境信息和導航幫助。

對于未來，研究團隊充滿信心。他們堅信可以通過不斷優化設備的設計，進一步提高光的放大倍數，讓這款新型 OLED 夜視設備的性能達到更高的水平。想象一下，在不久的將來，當這種新型 OLED 薄膜技術投放市場時，它將如同一場科技的春風，為夜視技術帶來革命性的變化。那時，人們不再需要佩戴笨重且昂貴的傳統夜視設備，只需在自己喜歡的眼鏡上貼一張如同可剝離貼紙一樣簡單的新型 OLED 薄膜，就能輕松擁有卓越的夜視能力。這不僅將極大地提高人們在黑暗環境中的行動能力和安全性，還將在軍事、安防、戶外探險、醫療救援等眾多領域發揮重要作用，為人類的生活帶來更多的便利和保障。

總之，密歇根大學科學家開發的新型 OLED 為夜視技術帶來了新的希望和無限可能。它以其獨特的設計、顯著的優勢和廣闊的應用前景，有望重塑夜視技術的未來，成為科技進步的又一璀璨篇章。

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