澳大利亚国立大学的研究人员正在利用纳米晶体为夜视技术带来突破性的创新。这项前景看好的技术有望将对重型电池的需求降至最低，并为夜视技术在其他领域的新应用打开大门。
这些比人类头发小500倍的晶体可以改变光的强度和颜色。研究人员已经设计出一种能将红外线转化为可见光的晶体。主要的想法是通过在普通镜头上覆盖一层由这些微小结构组成的超薄薄膜来制造夜视设备。因此，这种新型夜视眼镜有可能比传统的笨重的双筒望远镜类设备更轻，并可能在不久的将来取代它们。
当前的夜视镜(NVGs)
传统的夜视镜使用物镜和光电阴极来感知低水平的近红外光，并将光子转换为电子。然后，一个电子倍增器放大这个电子信号并释放数百个电子。最后，这些与目标光子具有相同图案的电子被引导照亮一种磷光材料，有效地实现了夜间的视觉。
目前高性能夜视镜等L-3地面全景夜视镜，花费约6.5万美元。这些昂贵的nvg提供了可接受的分辨率和对比度;然而，它们仍然很笨重。目前的形式因素根本不适合以军事行动为主的目标应用。
多年来，在减少这些设备的重量和尺寸的同时增加视野方面几乎没有什么进展。
第三代夜视镜的原型。图片由美国国防部提供。
阿奴的夜视镜
另一方面，澳大利亚国立大学的发明利用铝镓砷化镓纳米天线，可以直接改变光的强度和颜色，极大地简化了过程。作为激光向导，晶体接收一个红外发射的光子，将它们与来自激光的光子结合，最后将组合的光子上转换为可见光谱。
在这种情况下，红外光子直接转换为可见光，无需先产生电子信号然后再处理它。这项发明仍然需要电池为激光放大图像。然而，最终的原型可能会使用一个小型集成激光器，类似于那些用于DVD播放器，这些激光器可以由一个小电池供电。由于纳米晶体非常小，四五百万个可以放置在一平方毫米的基底上，其形状因子将被压缩成非常薄的薄膜。
根据玛丽亚·德尔·罗西奥·卡马乔-莫拉莱斯他说，这项发明的主要挑战之一是在透明材料上生长纳米半导体。这对于需要透明材料让光通过的光学显示器来说尤为重要。澳大利亚组合是世界上第一个实现这一壮举的组合。
作为同事Mohsen博士压力注意，这项研究在理解光如何在纳米尺度上与物体相互作用方面迈出了重要的一步。
未来的挑战
到目前为止，该研究小组已经成功地将单频、高强度的红外激光转换成可见光。不幸的是，光的强度在设计的纳米结构的操作中起着重要的作用。在实际情况下，红外光强度较低，新NVG可能因此失效。因此，在这种技术投入市场之前，我们可能还有很长的路要走。
未来的另一个挑战与真实情况的多频率特性有关。对于多频光，研究人员需要加入不同尺寸的晶体，每个晶体负责转换特定的频率。为了捕捉不可见光中的所有频率，研究人员将需要数以百万计的不同尺寸的纳米结构。他们预计，使用新的NVG，较暖的光谱看起来会是蓝色的，而较冷的光谱看起来会是红色的。
其他潜在的应用
纳米晶体可以制造复杂的光束，也有可能在其他许多民用领域发挥作用。利用这些晶体和激光，我们可以创建一个系统，在现代显示器上投射全息图像。此外，这项发明是一个历时15年的研究项目的成果，有潜力用于纸币防伪措施和医疗应用的成像细胞。
正如Rahmani博士指出的那样，在任何玻璃表面(包括汽车挡风玻璃)都可以种植纳米晶体。这样可以大大提高夜间行车的安全性。
根据教授Dragomir Neshev澳大利亚国立大学物理与工程研究学院非线性物理中心的研究人员表示，新型nvg的难点在于设计，尽管制造具有挑战性，但它在某种程度上类似于用于太空部署的高性能太阳能电池的制造。
该研究小组已经向美国国防部高级研究计划局(DARPA)提交了一份进一步推进该技术的提案。据defenceone.com网站报道，2014年，DARPA发布了一项呼吁“小巧，轻便，抬头，宽带夜视。用于地面士兵的显示系统，具有跨波段红外传感和强大的全状态观察照明。”
这项研究的细节发表在纳米快报。
