Sammanfattning av optikteknologier - vad du kan förvänta dig 2025.

September 30, 2024

Modern teknik förändrar snabbt vår värld. Det som verkade som science fiction för bara några år sedan används nu flitigt över hela världen. Detta är särskilt märkbart inom området natt- och värmebildsoptik. Detta område utvecklas extremt snabbt, så vi presenteras med några intressanta nya produkter nästan varje månad. I vår guide kommer vi att berätta om inverkan av optisk teknik på vardagen, kritiska områden för modernisering och framtidsutsikter för fortsatt utveckling. Vi kommer också separat att diskutera de mest efterlängtade innovationerna som presenterades 2025.

Optisk teknik i den moderna världen

Populära enheter
Utvecklingen av sådan optisk teknologi som termisk bildbehandling och mörkerseende har gjort det möjligt att skapa flera värdefulla enheter. Alla är populära bland militärer och civila, vilket hjälper dem att klara av olika vardagliga uppgifter. Listan över de mest populära enheterna inkluderar alltid nattsynsglasögon. De är universella optik lika väl lämpade för representanter för alla yrken. Sådana glasögon är fixerade på användarens huvud, vilket frigör händerna för att utföra specifikt arbete. De är så lätta och kompakta som möjligt, vilket gör att du kan undvika obehag under användningen. Bilden som bildas av glasögonen dyker upp framför användarens ögon utan synliga förseningar, tack vare vilken det är möjligt att se allt som händer i mörkret i realtid.
Kikare och mörkerseende är alternativ till glasögon. De är också relativt små, har en mer omfattande funktionalitet och låter dig se i mörker över långa avstånd. Till skillnad från glasögon måste kikare och monokulära hållas i handen. Detta begränsar användarens handlingar något och berövar honom möjligheten att observera och utföra något arbete samtidigt. Många fördelar täcker helt denna nackdel. Förutom de tidigare nämnda små dimensionerna kännetecknas kikare och monokulära genom sin förmåga att arbeta effektivt under alla yttre förhållanden. De flesta moderna modeller skyddar mot fukt, stötar och exponering för höga/låga temperaturer. På grund av detta är de lämpliga för de flesta militärer och representanter för olika civila yrken. Allt ovanstående kan sägas om värmekikare/monokulära. De är också till stor nytta för människor och hjälper dem att se även i fall där vanliga mörkerseendeapparater är oanvändbara (till exempel i totalt mörker).
En populär nattoptik är en syn. Det används främst av militär personal. Men i vissa situationer kan det vara till hjälp för poliser, säkerhetsvakter och jägare. Nattseende har som regel ett ökat räckvidd. De kan bilda en tydlig och detaljerad bild även i ett magert ljus. I totalt mörker är de idealiskt ersatta av termiska sikte, vilket gör att du kan sikta och skjuta med minimala missar effektivt. Moderna versioner av båda typerna av enheter är kompakta, lätta att använda och kan fungera korrekt i alla miljöer. Detta gör dem populära och flitigt använda nuförtiden.
Värmekameror och mörkerseende kameror stänger listan över populära enheter som använder olika optiska tekniker. Båda används ofta inom flera verksamhetsområden. De blir ofta en del av säkerhetssystem, tack vare vilka det är möjligt att övervaka ett skyddat område, ditt eget hem, enskilda enheter av maskiner och mekanismer, olika kommunikationer etc., dygnet runt. Sådana kameror är ofta små i storlek och har minimal vikt. Detta gör det möjligt att installera dem nästan var som helst och göra dem osynliga för nyfikna ögon. Moderna modeller av sådana enheter har ett minimum av nackdelar. På grund av detta används de aktivt under alla förhållanden och för att uppnå många mål.
Applikationsområden
Optisk teknik spelar en viktig roll i den moderna världen. De används inom olika verksamhetsområden, var och en medför betydande fördelar för människor. Först och främst är det nödvändigt att lyfta fram den militära industrin. Där är natt- och värmebildsoptik en oumbärlig egenskap hos militär personal från alla enheter. Det skapades ursprungligen specifikt för militärens behov, så även idag går allt det bästa som finns i världen av optisk teknik först till armén och blir först sedan tillgängligt för civila. Dagens modeller hjälper militär personal att finslipa sina färdigheter och bemästra färdigheterna att genomföra stridsoperationer i mörker. De används också för att bedöma fiendens kapacitet, koordinera enhetens agerande, planera vissa händelser och mycket mer.
Modern optisk teknik är oumbärlig i sök- och räddningsoperationer. Olika värmekamera och mörkerseende hjälper till att söka efter försvunna personer, få ut dem under spillrorna, rädda dem från eld och vatten och mycket mer. Moderna optikmodeller fungerar effektivt även under extrema förhållanden, så de är idealiska. Ett annat tillämpningsområde för optisk teknologi är bilindustrin. Här blir värmekamerautrustning och mörkerseende en del av säkerhetssystemen. Med deras hjälp får förare som kör på natten maximal information om andra fordon, fotgängare och väghinder, vilket hjälper till att minska sannolikheten för olyckor och andra problem. Värmebilds- och mörkerseendetekniker används också aktivt för att skapa obemannade fordon som helt kan ersätta framtida människokontrollerade bilar.
Teknik för mörkerseende och termisk bildbehandling hjälper också människor inom medicin. Här används de i olika utrustning avsedd för diagnostiska åtgärder. Med hjälp av modern optisk teknik är det möjligt att identifiera många farliga sjukdomar i tidiga skeden, vilket ökar en persons chanser att återhämta sig. Gradvis kommer termisk avbildning och mörkerseende att integreras i de flesta områden inom medicinen, vilket avsevärt förbättrar kvaliteten på diagnostik och behandling av sjukdomar. Optisk teknik används också aktivt inom flyget. De är implementerade i styrsystem för olika flygplanskomponenter och hjälper piloter att använda flygplan på ett säkert sätt.
Optisk teknik som finns tillgänglig idag är en viktig komponent i brottsbekämpande myndigheters och olika säkerhetsorganisationers effektiva arbete. Med hjälp av modern utrustning är det möjligt att se överträdare i mörkret, identifiera dem och ställa dem inför rätta. Värmebildsoptik och mörkerseende förhindrar också alla försök att ta sig in i ett skyddat område och begå olagliga handlingar.
Optisk teknik är också efterfrågad i sådana aktiviteter som jakt, fiske och fågelskådning. I den första av dessa hjälper olika enheter att upptäcka djur i mörkret, exakt bestämma deras art, sikta och skjuta med en minsta sannolikhet att saknas. Vid nattfiske kommer optiska tekniker att hjälpa till att övervaka redskap på platser där minimalt ljus tränger in, välja den optimala rörelsevägen på vatten eller längs kustområdet och mycket mer. Natt- och värmebildsoptik kommer att göra det möjligt för fågelskådningsentusiaster att observera fåglar som leder en nattlig livsstil. Optisk teknik är utbredd även inom sport. De används under tävlingar som hålls under artificiell belysning. Med hjälp av modern optik övervakar domare efterlevnaden av reglerna och tränare övervakar agerandet av sina anklagelser. Optisk teknik är mest efterfrågad inom airsoft, paintball, skidskytte, cykling och bil- och motorcykelracing. Anvisningar för utvecklingen av optisk teknik
Universalisering
Det största problemet med de flesta enheter som använder olika optiska teknologier är deras snäva specialisering. De är idealiska för att utföra vissa uppgifter eller arbeta under specifika yttre förhållanden men är värdelösa i de flesta andra situationer. Denna nackdel måste undanröjas inom kort. Detta kan uppnås genom att universalisera de producerade enheterna. Tillverkare måste skapa dem genom att överväga möjligheten till drift under alla miljöförhållanden och göra dem lämpliga för att utföra många uppgifter. Denna utvecklingsriktning för optisk teknologi är en prioritet idag, och särskild uppmärksamhet kommer att ägnas den inom kort.

Kompatibilitet
Tillverkare av moderna värmekamera- och mörkerseendeapparater strävar efter att skapa optik som kommer att använda båda populära teknikerna. Specifika framgångar har redan uppnåtts i denna riktning, men det önskade resultatet är fortfarande långt borta. Inom kort kommer allt mer att dyka upp modeller där värmebilder kommer att komplettera klassisk mörkerseende. Detta kommer att bidra till att göra enheterna mer mångsidiga och lämpliga för att utföra dussintals enkla och komplexa uppgifter. Teknikens kompatibilitet kommer också att utöka utbudet av applikationer för nattoptik. I det här fallet kommer det att bli mer användbart för militär personal och civila, eftersom det kan bilda en mer informativ bild.

Implementering av AI
Nuförtiden har det blivit modernt att använda kapaciteten hos artificiell intelligens. Det implementeras i olika verksamhetsområden och arbetet med dussintals moderna enheter. Utvecklare av nattoptik ignorerar inte heller AI. De tilldelar artificiell intelligens rollen som en korrigerare av den slutliga bilden, som visas på enhetens display. Tack vare AI-kapaciteten är det möjligt att eliminera olika defekter, öka klarheten och justera bildens ljusstyrka. Detta gör den mer detaljerad och anpassad för uppfattning av det mänskliga ögat. Samtidigt kommer inte utvecklare av termisk bildutrustning och mörkerseende att sluta där. De planerar att ge artificiell intelligens nya uppgifter som den teoretiskt kan klara av. På grund av detta kommer integreringen av AI i optisk teknik bara att accelerera, och mänskligheten kommer att kunna ta del av vissa fördelar.

Förenkling och acceleration av arbetet Nyckelriktningen för utvecklingen av all teknik är förenkling och acceleration av alla processer. Optisk teknik är inget undantag från denna regel. Nya termiska bilder och modeller med klassiskt mörkerseende skapas årligen och blir mer tillgängliga och snabbare att använda. Denna trend kommer att fortsätta under lång tid, så uppmärksamheten på den riktning som beskrivs av optiktillverkare kommer inte att minska. Tvärtom kommer företag att konkurrera med varandra sträva efter att överraska kunder med de mest enkla och lättanvända enheterna som kan svara på användarkommandon snabbare än konkurrenternas modeller.

Ökad tillförlitlighet
Designfunktionerna hos moderna enheter som använder olika optiska tekniker tillåter dem inte att bli superpålitlig utrustning. Detta problem har funnits i flera år, och alla tillverkare arbetar aktivt med en lösning. För att göra detta utvecklar de uppdaterade versioner av olika designelement, använder modernare material i produktionen, ökar kostnaderna för att testa modeller och mycket mer. Allt detta förbättrar gradvis situationen och gör nya enheter mer tillförlitliga än NVD:er från tidigare versioner. I framtiden kommer ännu mer uppmärksamhet att ägnas frågorna om optikens tillförlitlighet, vilket kommer att göra det möjligt att uppnå de uppsatta målen gradvis.

Förbättra bildkvaliteten
Tills nyligen var ett av huvudproblemen med värmekamera och mörkerseende den låga kvaliteten på bilden som gavs till användaren. Numera har utvecklare lyckats rätta till situationen. De använde kapaciteten hos den tidigare nämnda artificiella intelligensen och gjorde vissa justeringar av utformningen av olika optik. Allt detta gjorde det möjligt att eliminera de flesta defekter och uppnå hög bildkvalitet. Samtidigt finns det ingen gräns för perfektion, så arbetet i denna riktning fortsätter. Inom kort kommer nya lösningar att dyka upp för att ytterligare förbättra bildens kvalitet och göra den mer exakt och detaljerad. Om sådana resultat uppnås kan optisk teknik introduceras i de verksamhetsområden där denna aspekt är kritisk.

Utökad funktionalitet
Uppgradering av enheter, inklusive de som stöder olika optiska teknologier, syftar oftast till att förbättra prestanda och utöka funktionaliteten. Framväxten av nya alternativ öppnar omedelbart upp nya horisonter för användarna och gör det möjligt att introducera optik i fler branscher. Nu arbetar tillverkare av värmekamera och mörkerseende Priors aktivt för att ge tillgång till nya funktioner. Denna process är ganska komplex och kräver lite tid. Det råder dock ingen tvekan om att utvecklarna kan nå sina mål. Mycket uppmärksamhet kommer att ägnas åt att utöka funktionaliteten i framtiden, så det finns anledning att förvänta sig många spännande innovationer.

Ökad tillgänglighet
Utvecklingen av optisk teknik kräver betydande ekonomiska investeringar, så olika utrustningskostnader är alltid höga. Det är knepigt att lösa detta problem och öka tillgängligheten av enheter nu, men det kommer att vara möjligt att uppnå detta i framtiden. Faktum är att konkurrensen mellan tillverkare av värmekamera och mörkerseende Priors växer för varje år. Det kommer utan tvekan att tvinga företag att minska kostnaderna för sina produkter för att behålla kunder. Denna process kommer att vara ganska långsam, så djupgående förändringar bör förväntas först i slutet av det nuvarande decenniet.

Vilka innovationer bör vi förvänta oss 2025?
Skapande av ett ultratunt IR-filter
Den mest efterlängtade nya produkten 2025 är det ultratunna IR-filtret. Det utvecklades vid ARC Center of Excellence (Australien) av forskare som arbetar med mörkerseendeteknologier. Detta filter är unikt eftersom det är ömtåligt (enligt utvecklarna överstiger det inte tjockleken på matfilmen). På grund av detta fästs den lätt på vanliga glasögon, och i olika mörkerseendeenheter minskar den strukturens vikt avsevärt. Ett sådant IR-filter kommer att tillåta användare att observera det infraröda och synliga ljusspektrumet samtidigt.
Enligt publicerade data kommer den nya utvecklingen att förbättra den befintliga ljuskonverteringstekniken. Den kommer att använda en metayta inte från den välkända galliumarseniden utan från icke-lokal litiumniobat. Den kännetecknas av maximal transparens, vilket avsevärt kommer att öka metaytans effektivitet. En annan signifikant skillnad kommer att vara förmågan att fördela fotonflödet över en större yta. Detta kommer att minska vinkelförlusterna, och även vid kanterna kommer bilden att vara av högsta kvalitet.
Under experimenten visade det nya ultratunna IR-filtret sina egenskaper perfekt. Det gav hög effektivitet för ljusflödesomvandling och bidrog till att förbättra den slutliga bildens kvalitet. Samtidigt fortsätter forskarna sina experiment. Inom kort planerar de att öka känsligheten hos enheter med ett ultratunt IR-filter, och därmed utöka det vågområde de uppfattar. Teoretiskt sett kommer en sådan förändring att bidra till att få en bredbandig infraröd bild och göra det möjligt att utveckla nattoptiken ytterligare. Experiment med det nya IR-filtret kommer att fortsätta fram till slutet av detta år, så den officiella presentationen av den nya produkten förväntas vara 2025.
Om projektet genomförs framgångsrikt kommer vanliga användare att ha ett större urval av alternativ för att använda nattoptik. Det nya IR-filtret kommer att bli ännu mer kompakt och lätt att använda, och vikten på olika enheter kommer också att minska avsevärt. Allt detta kommer att göra den senaste produkten efterfrågad för civila och den militära sfären. I framtiden skulle det ultratunna IR-filtret kunna sättas på vanliga glasögon. Om detta händer kommer användaren att kunna märka det synliga ljusspektrumet och det infraröda spektrumet.

Implementering av IVAS
En milstolpe för hela den amerikanska försvarsmakten väntas 2025. Efter många års utveckling och omfattande tester planeras implementeringen av IVAS version 1.2. Detta visuella förstärkningssystem är ett unikt augmented reality-glasögon designat för behoven hos infanterister. De bör tillåta soldaten att se olika information framför hans ögon, inklusive en terrängkarta, allierade platsmärken och mycket mer. De nya glasögonen kommer också att visa de data som behövs för att kontrollera drönare och tillåta infanterister att skjuta från skydd (de kommer att visa information från kameror monterade på vapen). En annan viktig egenskap hos IVAS 1.2 är mörkerseende. Den kan aktiveras och avaktiveras så snabbt som möjligt, vilket gör det möjligt för soldater att hela tiden välja den optimala utrustningsoperationen.
IVAS 1.2 är för närvarande den senaste versionen av systemet. Den innehåller sådana viktiga designelement som en radiosändare, mörkerseende och värmeavbildningssensorer, en 60-graders synfältsskärm, en dator känd som en "puck" och tre batterier. Alla säkerställer enhetens normala funktion och förenklar interaktionen mellan soldater. För närvarande är IVAS 1.2 inte den lättaste utrustningen. Den väger 1.5 kg och kommer att vara utmanande att ha på huvudet under lång tid. För närvarande försöker utvecklarna korrigera denna brist och få vikten till de planerade 1.3 kg.
Den största fördelen med IVAS 1.2 är dess mjukvara. Den testas nu under träningsstrider och fungerar perfekt. Utvecklarna fortsätter dock att förbättra sin produkt. De förfinar gradvis mjukvaran och utökar den funktionalitet som är tillgänglig för soldater. Planerna inkluderar att lägga till tips till de befintliga kapaciteterna för att hjälpa till att ge medicinsk vård, genomföra mer exakt skjutning, utvärdera enhetens och varje infanterists arbete och mycket mer.
IVAS 1.2-projektet är för närvarande i sitt slutskede. Systemet testas under olika förhållanden och utifrån inhämtade data görs vissa justeringar av dess funktion. Full användning av IVAS 1.2 är planerad till 2025.

Utbyggnad av ENVG-B-programmet
År 2025 förväntas uppkomsten och implementeringen av olika innovativa utvecklingar inom optisk teknik, liksom utbyggnaden av relaterade program. En av dem är ENVG-B. Som en del av programmets nästa steg (designat för 2024-2025) är det planerat att spendera mer än 250 miljoner dollar på lanseringen av förbättrade modeller av mörkerseende och kikare. De är optiska enheter av militär kvalitet som utvecklades specifikt för den amerikanska arméns behov. Testning av glasögonkikare började 2018, och deras första användning i stridsförhållanden ägde rum 2021. Förbättrade versioner av dessa enheter utvecklas och produceras och är planerade att användas fullt ut 2025.
De mörkerseendeapparater som produceras under ENVG-B-programmet har en avgörande egenskap. De använder samtidigt termisk bildbehandling och bildförstärkningsteknik, vilket avsevärt utökar tillämpningsområdet för sådan optik. Soldater kan använda unika glasögon och kikare i tre lägen. I den första kommer de att fungera som vanliga NVD:er med en tredje generationens elektron-optisk omvandlare; i den andra, som värmekamera; och i den tredje, som universella enheter som kan kombinera termisk bildbehandling och standard mörkerseende.
Glasögon-kikare består av 4 viktiga komponenter. Dessa inkluderar enheten, hjälmpositionerings- och monteringsenheter och ett batteripaket. Den senare är inte installerad i optikhuset utan fästs på baksidan av användarens hjälm. Denna lösning gör det möjligt att flytta tyngdpunkten och minska belastningen på soldatens hals. Enhetens hölje innehåller ett viktigt designelement: en IR-belysning. Det är avsett för användaren att inspektera olika föremål (till exempel vapen, en papperskarta, skärmen på någon annan enhet, etc.).

Driftsättning av RVS 2.0-systemet
Det moderna RVS 2.0-systemet är planerat att tas i drift 2025. Det är en förbättrad version av RVS 1.0, som det amerikanska flygvapnet har använt i många år för att utföra proceduren att tanka flygplan i luften. Det nya systemet har fått flera uppdateringar, vilket gör driften mer effektiv. Den huvudsakliga förändringen var introduktionen av mörkerseendeenheter som använder modern optisk teknik och möjliggör tankning i mörker. Tidigare hade RVS 1.0 inte nattoptik, vilket avsevärt begränsade tiden för denna operation. RVS 2.0 var utrustad med två kameror monterade direkt på bommen (ett unikt teleskoprör fixerat under flygkroppen i stjärtsektionen och användes för att leverera bränsle från tankflyg till militära stridsflygplan) och kan effektivt fungera dag och natt. De ersatte två av de fem tidigare befintliga kamerorna, vilket avsevärt utökade den tillgängliga driftstiden för hela systemet.
Teoretiskt sett kommer RVS 2.0 att tillåta bomoperatören att se vad som händer från vilken punkt som helst på tankflygplanet. Detta kommer att vara möjligt tack vare en unik 3D-skärm ombord, som kan överföra högkvalitativ video från kameror och skapa en närvaroeffekt. Denna funktion kommer att förenkla förarens uppgift och göra det möjligt att snabbt utföra natttankning. RVS 2.0-projektet närmar sig sitt slutförande. Implementeringen tog mycket längre tid än planerat (19 månader mer), men i slutändan uppnådde systemets skapare sitt mål. Om inga negativa förändringar inträffar under den återstående tiden kommer det nya RVS 2.0-systemet att implementeras i oktober 2025.

Utvecklingsutsikter för det kommande decenniet
Idag utvecklas optisk teknik i snabbast takt. Men de är fortfarande långt ifrån sin topp. Detta bekräftas av det faktum att spännande innovationer inom värmebilder och mörkerseende dyker upp varje år, vilket förändrar vår förståelse för optisk teknologi. Moderna modeller kan inte kallas standarden, så det råder ingen tvekan om att de kommer att moderniseras många gånger.
Under de kommande tio åren kommer många förändringar att ske. De kommer att påverka alla aspekter, från tillvägagångssättet för att producera olika optik till kvaliteten på den resulterande bilden. Gradvis modernisering av enheter som stöder mörkerseende och termisk bildteknik kommer att möjliggöra ytterligare ett genombrott om 10 år. Dess positiva konsekvenser kommer att utöka tillämpningsområdet för optisk teknik och ytterligare integrera dem i vårt dagliga liv. Bland de prioriterade utvecklingsområdena för det kommande decenniet kommer att vara universalisering av enheter, ökad inflytande av AI på driften av olika optik och öka tillgängligheten av tillverkade modeller.
En aktiv utveckling av optisk teknik har pågått i flera år och det är för tidigt att tala om att nå en viss topp. De mest betydande förändringarna sker på natten och termisk bildoptik, som gradvis blir oumbärlig i vårt dagliga liv. De enheter och system som skapas förändrar vår förståelse för många saker och får oss att beundra olika innovationer igen. Denna process kommer att pågå under ganska lång tid, så 2025 blir bara ytterligare ett utvecklingsstadium. Ändå kommer det att ge oss många spännande saker och en anledning att återigen bli övertygade om den ljusa framtiden för optisk teknik.