中国研究人员用玉米芯生产近红外透明滤光片 适合先进成像应用

盖世汽车讯 玉米芯中含有丰富的木质素和纤维素，可能有助于改善夜视能力。据外媒报道，中国湖北工业大学等机构的研究人员使用来自玉米芯的材料来生产近红外（NIR）透明滤光片，以用于先进成像应用。

（图片来源：spj.science.org）

该团队表示：“就光学材料而言，基于木质纤维素的生物源材料是丰富、可再生、无毒且机械性能强大的候选材料。”

近红外滤光片对于实现夜视摄像头十分重要，通常通过两种方法进行设计。一种需要使用昂贵的玻璃材料，虽然有效但可能涉及复杂的制造步骤。另外，开发人员可以使用更简单易用的紫外线可见吸收染料。然而，这些都比不上使用废弃的玉米芯材料具有环境或经济吸引力。此外，基于该团队的测试原型，其性能可能优于传统夜视组件。

为什么夜视摄像头使用近红外滤光片？

为了能够发挥作用，夜视摄像头需要充分利用可用光线，一旦太阳落下去或在室内被遮挡，就可以在电磁波频谱的近红外部分找到可用光线。NIR滤光片可以隔离该可用照明波段，同时防止其他波长产生干扰。

如果没有近红外滤光片，夜视摄像头很容易受到手电筒或智能手机闪光灯的影响。同样，成像系统也会受到其他人造光源（例如车辆前照灯）的影响。

近红外眼球追踪

夜视摄像头特别适合眼球追踪，因为近红外图像为算法响应提供了强烈的对比度。许多应用都是在利用这一机会。例如，高通和Analog Devices等多家芯片设计公司都提供针对汽车应用的驾驶员和乘员监控产品。

在近红外波长下工作的眼球追踪解决方案可以在不同时刻及时确定驾驶员正在看的地方，以确保其注意力集中在前方道路上。这些系统还可以发现在车辆行驶时驾驶员是否看起来昏昏欲睡或正在使用手机，并发出安全警示。

此外，即使乘员戴着太阳镜，眼球追踪也会持续存在，因为大多普通镜片设计是为了阻挡有害的紫外线，但对近红外光是透明的。在这种情况下，佩戴者的眼睛将对3D红外面部映射软件和使用红外光作为照明源的2D面部识别系统保持模糊。

研究人员此次开发衍生自玉米芯的近红外滤光片，通过纤维素和木质素的组合，似乎制造了一种高性能且实用的薄膜。该团队表示：“所收集的木质素被融合以填充纤维素网络中的间隙，然后紧紧地固定纤维并形成均匀的致密结构。这些木质素和致密结构都为生物过滤器提供了独特的光学特性，包括阻挡强紫外-可见光（在400 nm处约为100%，550 nm处约57.58%-98.59%）、低雾度（接近0%）和高近红外线透射率（大约90%）。”