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Optischer Schirm macht Infrarotbilder im Labor sichtbar

Ein Forschungsteam wandelt unsichtbares Infrarotlicht mit einem dünnen Schirm in sichtbare Bilder um. Der Versuch zeigt einen Weg zu kompakter Kameratechnik, braucht bislang aber starke Beleuchtung.

Von Wolfgang

17. Sep. 20262 Min. Lesezeit

Optischer Schirm macht Infrarotbilder im Labor sichtbar

Ein Forschungsteam wandelt unsichtbares Infrarotlicht mit einem dünnen Schirm in sichtbare Bilder um. Der Versuch zeigt einen Weg zu kompakter Kameratechnik, braucht bislang aber starke Beleuchtung.

Ein internationales Team um die Universität Melbourne hat einen optischen Schirm entwickelt, der Infrarotbilder in sichtbares Licht übersetzt. Das australische Forschungszentrum TMOS stellte die Arbeit am 16. September vor. Die Studie erschien bereits am 9. September in Light: Science & Applications. Ziel sind leichtere Systeme, deren Bilder sich mit gewöhnlichen Kameras für sichtbares Licht aufnehmen lassen.

Eine strukturierte Oberfläche verstärkt das Licht

Der Schirm verbindet Nanopartikel mit einer fein strukturierten Oberfläche, einer sogenannten Metasurface. Die Partikel nehmen Infrarotlicht auf und geben sichtbares Licht ab. Die Oberfläche verstärkt die Wechselwirkung zwischen Licht und Partikeln. Nach Angaben des Teams steigt dadurch die sichtbare Emission um mehr als das Tausendfache gegenüber den Partikeln allein. Das ist ein Materialvergleich, kein Leistungsvorsprung gegenüber einer fertigen Infrarotkamera.

Schematischer Weg von aktiver Infrarot-Beleuchtung über einen Schirm mit Nanopartikeln zu einem sichtbaren Bild.
Schematische Darstellung des Prinzips, KI-generiert. Der Laborversuch benötigt eine aktive Lichtquelle; die Grafik zeigt keinen maßstabsgetreuen Versuchsaufbau.

Für Bilder genügt Helligkeit allein allerdings nicht: Auch feine Strukturen müssen erkennbar bleiben. Die Forscher gestalteten die Oberfläche deshalb so, dass sie Licht aus unterschiedlichen Einfallswinkeln ähnlich verstärkt. Im Versuch blieben Details eines Testmusters sichtbar.

Noch kein Sehen bei gewöhnlichem Umgebungslicht

Der Originalartikel beschreibt die Versuchsgrenzen genauer. Für die Bildaufnahme setzte das Team nahes Infrarotlicht mit 976 Nanometern Wellenlänge und einer Intensität von 7,3 Watt pro Quadratzentimeter ein. Der Aufbau arbeitet damit unter aktiver, starker Beleuchtung. Eine funktionierende Kamera bei gewöhnlichem Umgebungslicht ist damit noch nicht demonstriert.

Auch die Bildschärfe bleibt eine Grenze. Ein Maß für die Wiedergabe feiner Bilddetails fiel nach der Umwandlung auf ungefähr die Hälfte des Vergleichswerts. Dass Muster weiterhin erkennbar sind, bedeutet also nicht, dass die Umwandlung sämtliche Details unverändert erhält.

TMOS nennt Nachtsicht und kompakte Infrarotkameras als mögliche spätere Anwendungen. Dafür müssen unter anderem die Partikel und die Oberfläche so verbessert werden, dass deutlich weniger anregendes Licht genügt. Der nächste praktische Fortschritt wäre deshalb ein brauchbares Bild unter schwächerer Beleuchtung. Einen Preis oder einen Termin für ein Serienprodukt nennt die Mitteilung nicht.

Quellen

Für diesen Artikel wurden KI-gestützte Recherche- und Editierwerkzeuge verwendet. Der Inhalt wurde redaktionell geprüft.