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      捕捉不可見的東西

      2022-07-08 09:59:22一剪梅
      關(guān)鍵詞:光波高分辨率屏障

      一剪梅

      美國西北大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種新的高分辨率相機(jī)——新型全息照相機(jī),能高精度地捕捉不可見的東西。

      在談到研究思路時(shí),研究人員說:“如果用手電筒照射自己的手,你會發(fā)現(xiàn),看到的是另一邊有一個(gè)亮點(diǎn),但是理論上,你應(yīng)該看見的是手部骨骼的陰影。之所以發(fā)生現(xiàn)在的情況,是因?yàn)檎盏焦趋赖墓饩€被分散到各個(gè)方向,完全模糊了。如果能夠‘捕獲’這些散射的光,是否就可以重建物體的三維形狀呢?”

      2021年底,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種叫作合成波長全息術(shù)的新方法,通過將相干光間接散射到隱藏物體上,然后接收這些散射的光,再利用算法重構(gòu)這些散射的光信號就可以重建被投射物體的三維結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)的關(guān)鍵是攔截散射的光,但是沒有什么比光速更快,所以如果想測量光的傳播時(shí)間,就需要攔截速度更快的探測器。

      為了解決這一問題,研究人員合并了來自兩個(gè)激光器的光波,以產(chǎn)生一種合成光波,這種合成光波可以在不同的散射場景下專門定制全息成像。

      因?yàn)楣馐侵本€傳播的,所以必須有一個(gè)不透明的屏障(如墻、樹木),方能幫助新設(shè)備看到拐彎處。工作時(shí),光線從傳感器發(fā)出,經(jīng)屏障反射到拐彎處的物體,然后光線反射回屏障,最終返回到傳感器。

      這項(xiàng)技術(shù)在非侵入性醫(yī)學(xué)成像、汽車預(yù)警導(dǎo)航系統(tǒng)和密閉空間的工業(yè)檢查方面具有很大的應(yīng)用潛力,比如,如果在拐彎處能夠發(fā)現(xiàn)視線之外的車輛,就可以避免事故的發(fā)生。這項(xiàng)技術(shù)在夜間和大霧天氣條件下工作,效果可能會更好。高分辨率技術(shù)可以取代或補(bǔ)充醫(yī)學(xué)和工業(yè)成像的內(nèi)窺鏡。例如,合成波長全息術(shù)可以用來觀察腸道內(nèi)的褶皺,而不再需要借助柔性攝像機(jī)來進(jìn)行體內(nèi)結(jié)腸鏡檢查。

      雖然這項(xiàng)技術(shù)目前還處于雛形階段,但是研究人員相信它的應(yīng)用前景會是廣闊的。

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