viseur optique

Depuis l’ajout de composants à l’utilisation de nouveaux matériaux, la technologie de vision nocturne a considérablement augmenté depuis ses débuts dans les années trente. Bien que la durée de vie et la fiabilité des dispositifs de vision nocturne aient régulièrement augmenté, les nouvelles recherches sur les capteurs de détection infrarouge à base de graphène constituent probablement l'un des développements les plus profonds à ce jour.

Des progrès significatifs, une technologie plus petite

Lorsque le premier appareil de vision nocturne militaire a été introduit pendant la Seconde Guerre mondiale, cette technologie, bien que précieuse, était entravée par sa taille. Ces appareils doivent également être éclairés à l’aide de grands projecteurs infrarouges, ce qui facilite malheureusement l’utilisation des ennemis avec une détection similaire. Les intentions - protéger les troupes et leur permettre de se déplacer la nuit - sont fortes, mais l'équipement initial manque de la subtilité et de la portabilité nécessaires.

Aujourd'hui, vous constaterez que de nouvelles recherches sur la vision nocturne sont en cours. Ces recherches pourraient aboutir au développement de lentilles cornéennes à vision infrarouge. Avant de commencer à mettre au point ce dernier développement, examinons l’évolution de cette technologie au fil des ans.

Comment développer la technologie de vision nocturne

Comme mentionné ci-dessus, le dispositif de viseur point rouge initiale nécessite une lumière infrarouge active et est éclairé par un projecteur infrarouge. Le projecteur émet un faisceau de lumière proche de l’infrarouge qui réfléchit vers l’objet et rebondit dans l’objectif de l’appareil.

Les photons de l'énergie lumineuse traversent ensuite la photocathode, qui les convertit en énergie électrique. En combinaison avec la cathode, une anode est utilisée pour accélérer ces électrons. Lorsque des électrons frappent l'écran, le processus d'accélération augmente l'énergie des électrons et aide à produire une image visible. Cependant, cette technique provoque souvent une distorsion de l'image et raccourcit la durée de vie du tube.

Dans les années 1960, l'utilisation de dispositifs infrarouges actifs a été remplacée par des dispositifs infrarouges passifs. Ces nouveaux appareils, largement utilisés pendant la guerre du Vietnam, reposent sur la lumière ambiante provenant de la lune et des étoiles pour fonctionner correctement, plutôt que sur la lumière infrarouge. Bien que la source de lumière ait changé, les techniques utilisées dans le tube intensificateur d'image restent les mêmes. Par conséquent, le même problème de distorsion d'image et de durée de vie limitée du tube affecte la technologie.

Nouveaux éléments de design

L’amélioration de la résolution de l’image s’accompagne finalement de l’ajout de plaques à microcanaux au tube intensificateur d’image. Cette plaque de verre conductrice est constituée de millions de micropores qui permettent d’augmenter, et non d’accélérer, la quantité d’électrons traversant son champ électrique.

Comme dans l'art antérieur, les photons sont convertis en électrons lorsqu'ils traversent la photocathode. Une fois que les électrons initiaux frappent les plaques de microcanaux, des électrons secondaires sont générés et, lorsqu'ils interagissent avec les bipied, des électrons supplémentaires continuent à se former, amplifiant davantage les signaux électriques. L'ajout de plaques à microcanaux crée non seulement des images plus claires et plus nettes, mais augmente également la visibilité dans des conditions de luminosité extrême.

Ensuite, l’attention se déplace des composants eux-mêmes vers les matériaux qui les développent. En raison de sa capacité à convertir efficacement les photons en électrons, l'arséniure de gallium est le matériau utilisé par la suite pour produire des photocathodes. Cette technique de conception crée une meilleure résolution et une plus grande sensibilité du périphérique. En même temps, l'utilisation d'une barrière aux ions pour recouvrir les plaques à microcanaux prolonge la durée de vie du tube.

Capteur à base de graphène

Des chercheurs de l'Université du Michigan ont pu améliorer les capacités optiques du graphène en créant un tel dispositif.

Le dispositif consiste en une couche isolante prise en sandwich entre deux couches de graphène, le courant traversant la couche inférieure. Lorsque la lumière frappe la couche supérieure, elle libère des électrons puis migre vers la couche inférieure. Ce mouvement électronique laisse des trous chargés positivement dans la couche supérieure du dispositif, affectant ainsi le courant dans la couche inférieure et amplifiant le signal électrique.

Une caractéristique importante à noter à propos de ces dispositifs à base de graphène est qu’il fonctionne lorsque le matériau est à la température ambiante. Cela peut signifier la suppression de l’utilisation d’équipements de refroidissement encombrants, nécessaires au fonctionnement des équipements de vision nocturne. La taille de l'appareil est également remarquable. Ces capteurs, bien que puissants, ont une taille similaire à celle des ongles, et les chercheurs pensent qu’ils peuvent se rétrécir davantage à l’avenir, voire suffisamment petits pour s’intégrer aux lentilles de contact.