Canggih, Ilmuwan Kembangkan Lensa Penglihatan Malam Mirip Kacamata Biasa

JAKARTA - Para ilmuwan tengah menyempurnakan inovasi baru berupa lensa penglihatan malam yang sederhana seperti kacamata biasa. Tujuannya, menyediakan kacamata sederhana, praktis dan murah tanpa bantuan headset dan lensa yang besar serta mahal seperti yang digunakan militer dunia.

Inovasi ini tentu menjadi kabar gembira bagi siapa saja yang memiliki gangguan penglihatan serta kerap beraktivitas saat malam. Selama ini kegelapan menjadi salah satu kendala utama bagi mata manusia. Dengan kehadiran teknologi baru ini tentu aktivitas mengemudi pada malam hari hingga menavigasi rumah atau hutan dalam gelap, ke depan tak akan menjadi kendala.

Dalam studi yang diterbitkan di jurnal Advanced Materials, para peneliti dari ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS) di Australia telah berusaha membuat penglihatan malam dapat diakses dan dikenakan, menghilangkan headset dan lensa yang besar dan mahal. “Hasil ini menjanjikan peluang signifikan bagi industri pengawasan, navigasi otonom, dan pencitraan biologis, di antara lainnya,” kata peneliti utama Dragomir Neshev dilansir dari New Atlas, Kamis (6/6/2024).

"Mengurangi ukuran, berat, dan kebutuhan daya teknologi penglihatan malam adalah contoh bagaimana meta-optik, dan pekerjaan yang dilakukan TMOS, sangat penting bagi Industri 4.0 dan masa depan miniaturisasi teknologi ekstrem.”



Temuan baru ini memungkinkan semua pemrosesan cahaya yang kompleks berlangsung di jalur yang lebih sederhana dan sempit, yang pada dasarnya berarti teknologi ini dapat dikemas sebagai film penglihatan malam yang beratnya kurang dari satu gram dan dapat ditempatkan di atas bingkai lensa yang ada.

Memiliki sepasang kacamata penglihatan malam sehari-hari, seperti kacamata biasa, dapat mengubah cara manusia bekerja dan beraktivitas setelah gelap.

Secara teknis, penglihatan malam melibatkan sistem yang kompleks yang melihat foton cahaya melewati lensa obyektif, ke dalam tabung penguat citra elektronik yang terdiri dari dua bagian penting. Pertama, fotokathode mengubah foton menjadi elektron, kemudian mengalir ke pelat mikrokanal, yang terdiri dari jutaan lubang untuk memperbanyak elektron secara besar-besaran. Selanjutnya, elektron mendarat di layar berlapis fosfor, dan ketika mengenai fosfor, mereka 'bersinar' hijau, menerangi pemandangan yang dilihat melalui sistem penglihatan malam.

Metode ini, tentu saja, akan sulit untuk dipadatkan ke dalam sepotong film plastik ultra-tipis. Namun, para peneliti TMOS menggunakan teknologi konversi naik berbasis metasurface, yang pada dasarnya menyediakan jalur yang lebih mudah untuk pemrosesan foton cahaya. Foton berjalan melalui metasurface resonan, sehingga berbaur dengan sinar pompa.

Metasurface lithium niobate non-lokal meningkatkan energi foton, dan menariknya ke spektrum cahaya tampak tanpa perlu mengubahnya menjadi elektron terlebih dahulu. Teknologi ini juga tidak memerlukan pendinginan kriogenik yang mengurangi gangguan untuk gambar yang lebih tajam dalam penglihatan malam tradisional, sehingga dapat menghilangkan lebih banyak lagi mekanisme kacamata penglihatan malam yang besar.



Teknologi baru ini juga menangkap cahaya yang terlihat dan tidak terlihat (inframerah) dalam satu gambar saat manusia melihat melalui lensa. Singkat kata, sistem penglihatan malam menangkap pandangan berdampingan dari setiap spektrum, sehingga tidak dapat menghasilkan gambar yang identik. Apa artinya bagi pengguna? Pada dasarnya, pandangan yang lebih berkualitas dari apa yang ada dalam gelap. “Ini adalah demonstrasi pertama pencitraan konversi naik resolusi tinggi dari 1550-nm inframerah ke cahaya tampak 550-nm dalam metasurface non-lokal," kata penulis Rocio Camacho Morales.

"Kami memilih panjang gelombang ini karena 1.550 nm, cahaya inframerah, biasanya digunakan untuk telekomunikasi, dan 550 nm adalah cahaya tampak yang sangat sensitif bagi mata manusia. Penelitian selanjutnya akan mencakup memperluas rentang panjang gelombang yang sensitif pada perangkat ini, dengan tujuan untuk mendapatkan pencitraan IR pita lebar, serta mengeksplorasi pemrosesan gambar, termasuk deteksi tepi,” katanya.

Pekerjaan terbaru ini meningkatkan penelitian mereka sebelumnya tentang penglihatan malam menggunakan metasurface gallium arsenide. Kali ini, para peneliti menemukan bahwa metasurface lithium niobate memberikan pemrosesan cahaya yang lebih efisien di area permukaan yang lebih luas.

“Orang-orang mengatakan konversi naik efisiensi tinggi dari inframerah ke cahaya tampak tidak mungkin karena jumlah informasi yang tidak terkumpul akibat kehilangan sudut yang melekat pada metasurface non-lokal. Kami mengatasi keterbatasan ini dan secara eksperimental menunjukkan konversi gambar efisiensi tinggi," kata penulis utama Laura Valencia Molina.