Polscy naukowcy stworzyli pierwszy na świecie prototyp okularów rozszerzonej rzeczywistości wykorzystujących widzenie dwufotonowe. Technologia pozwala wyświetlać za pomocą impulsów podczerwieni treści, które mają zachować ostrość przy przenoszeniu wzroku między różnymi planami. Ma również ograniczyć przyciemnienie i zniekształcenie obrazu otoczenia. Trwają prace nad mobilną wersją urządzenia przeznaczoną m.in. dla medycyny, lotnictwa i wojska.
– Widzenie dwufotonowe, najprościej mówiąc, polega na tym, że człowiek widzi podczerwień, przy czym długość fali 950 nanometrów wydaje się nam niebieska, 1000 nanometrów zielona, a 1100 nanometrów żółta, czyli kolory odpowiadają z grubsza takim kolorom, jakie ma dla nas światło widzialne, które ma połowę długości fali – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje dr hab. inż. Katarzyna Komar, prof. UMK, badaczka Międzynarodowego Centrum Badań Oka ICTER działającego w Instytucie Chemii Fizycznej PAN.
Zjawisko widzenia dwufotonowego zostało opisane w 2014 roku przez międzynarodowy zespół naukowców, w którym uczestniczyła Katarzyna Komar. Badacze wykazali, że człowiek może zobaczyć krótkie impulsy bliskiej podczerwieni, choć ten zakres promieniowania jest zwykle niewidoczny dla oka. Dzieje się tak, gdy pigment wzrokowy niemal jednocześnie pochłonie dwa fotony podczerwieni. Ich łączna energia wystarcza do pobudzenia fotoreceptorów, a mózg odbiera powstały bodziec jako światło widzialne.
W okularach rozszerzonej rzeczywistości cyfrowy obraz musi być nałożony na widok otoczenia. Stosowane obecnie układy optyczne mogą jednak powodować straty światła, przyciemnienie lub zniekształcenie obrazu świata zewnętrznego. Trudnością jest również utrzymanie ostrości dodatkowych treści, gdy użytkownik przenosi wzrok między obiektami znajdującymi się w różnych odległościach. Widzenie dwufotonowe może ograniczyć te problemy, ponieważ wykorzystuje inny zakres promieniowania niż światło docierające z otoczenia. Dzięki temu oba tory optyczne można połączyć za pomocą zwierciadła dichroicznego, które przepuszcza światło widzialne, a odbija podczerwień. W prototypie przepuszcza ono 96 proc. światła widzialnego i odbija 98 proc. bodźca podczerwonego.
– Widzenie dwufotonowe jest procesem nieliniowym optycznie, co oznacza, że jasność bodźca kwadratowo zależy od mocy wiązki pobudzającej, w związku