1758297045
2025-09-19 15:33:00
Исследователи используют лазерный свет, чтобы сформировать крошечную «оптическую шнурку» внутри нелинейного кристалла, который также превращает инфракрасное изображение в видимое изображение, которое может обнаружить традиционный датчик камеры на основе кремния. С помощью этой установки исследователи запечатлели четкие, широко глубинные изображения без использования линз, даже при очень низком освещении. Кредит: Кун Хуан, Восточный Китайский университет нормальный
Система без объектива создает острые изображения в середине инфракрасных инфракрасных средств даже на низких и на больших расстояниях, создавая новые возможности для улучшения ночного видения, промышленных проверок и мониторинга окружающей среды.
Опираясь на многовековой принцип визуализации, исследователи разработали высокоэффективную систему визуализации в среднем инфракрасном виде, которая работает без линз. Эта новая камера способна создавать исключительно острые изображения на широком диапазоне расстояний и в условиях низкого освещения, что делает ее подходящей для среды, где часто борются обычные камеры.
«Многие полезные сигналы находятся в середине инфракрасных, таких как тепло и молекулярные отпечатки пальцев, но камеры, работающие на этих длинах волн, часто являются шумными, дорогими или требуют охлаждения»,-сказал руководитель исследовательской группы Heping Zeng из Восточного Китая Нормальный университет. «Более того, традиционные настройки на основе линз имеют ограниченную глубину поле и нуждаются в тщательном дизайне, чтобы минимизировать оптические искажения. Мы разработали высокочувствительный, без линзы подход, который обеспечивает гораздо большую глубину поля и поле зрения, чем другие системы».
В статье, опубликованной в журнале ОптическийКоманда описывает, как они используют свет, чтобы создать крошечную «оптическую шестерни» внутри нелинейного кристалла. Этот кристалл также превращает инфракрасное изображение в видимый. С помощью этой техники они создали четкие изображения в середине инфракрасных с изображением, имея глубину поля более 35 см и поле зрения, превышающее 6 см. Та же самая установка также позволила им снимать 3D -изображения.
«Этот подход может повысить безопасность в ночном времени, контроль качества промышленного качества и мониторинг окружающей среды»,-сказал член исследовательской группы Кун Хуанг из Восточного Китая Нормальный университет. «И поскольку он использует более простую оптику и стандартные кремниевые датчики, он может в конечном итоге сделать инфракрасные системы визуализации более доступными, портативными и энергоэффективными. Это может даже применять с другими спектральными полосами, такими как дальние инфракрасные или терагерные длины волны, где линзы трудно производить или выполнять плохо».
Пинухол изображение переосмыслена
Изображение Pinhole является одним из самых ранних известных методов создания изображений, впервые описанных китайским философом Мози в 4 -м веке до нашей эры. В традиционной камере -шестерни, свет входит через крошечное отверстие в запечатанной коробке и проецирует перевернутое изображение внешней сцены на внутреннюю поверхность напротив отверстия. В отличие от систем, которые полагаются на линзы, визуализация общежития не страдает от искажения, предлагает неограниченную глубину поле и функционирует в широком спектре длина волн.
Чтобы адаптировать эти преимущества для современной инфракрасной визуализации, исследовательская группа использовала мощный лазер для генерации «оптической дыры» или искусственной апертуры в нелинейном кристалле. Благодаря уникальным оптическим свойствам кристалла инфракрасное изображение преобразуется в видимый свет, что позволяет его захватить обычной кремниевой камерой.
Видео показывает, что система изображений в среднем инфракрасном виде, захватывающая четкие изображения цели теста разрешения при его перемещении на расстоянии 9 см, демонстрируя большую способность глубины поля в конфигурации без линза. Кредит: Кун Хуан, Восточный Китайский университет нормальный
По словам исследователей, специально разработанный кристалл со структурой псевдоодевого периода, способной принять свет с разных сторон, был решающим для создания широкого вида. Кроме того, метод обнаружения повышения, естественно, уменьшает шум, позволяя системе эффективно выполнять даже в очень низких условиях освещения.
«Нелинейная визуализация без линзы-это практичный способ достижения без искажений, широко глубинной, широкого поля среднего инфракрасного изображения с высокой чувствительностью»,-сказал Хуанг. «Ультрашортовые синхронизированные лазерные импульсы также обеспечивают встроенные сверхбыстрые оптические временные затворы, которые можно использовать для чувствительной, глубинной визуализации во времени, даже с очень небольшим количеством фотонов».
Выяснив, что оптический радиус обшивки около 0,20 мм дает острые, четко определенные детали, исследователи использовали этот размер диафрагмы для целей изображения, которые были 11 см, 15 см и 19 см на расстоянии. Они достигли резкой визуализации на длина волны средней инфракрасной волны 3,07 мкм, на всех расстояниях, подтверждая большой диапазон глубины. Они также смогли сохранить острые изображения для объектов, расположенных на расстоянии до 35 см, демонстрируя большую глубину поле.
3D -визуализация без линз
Затем исследователи использовали свою установку для двух типов 3D -визуализации. Для трехмерной визуализации времени они визуализировали матовый керамический кролик, используя синхронизированные сверхбыстрые импульсы в качестве оптического затвора и были способны реконструировать трехмерную форму с осевой точностью на уровне микрон. Даже когда вход был уменьшен до примерно 1,5 фотонов на импульс-моделирование условий с очень низким освещением-метод по-прежнему создавал трехмерные изображения после деназирования на основе корреляции.
Они также выполнили визуализацию глубины с двумя сбоя, сделав два снимка сложенной цели «ECNU» на немного разных расстояниях объекта и используя их для расчета истинных размеров и глубин. С помощью этого метода они смогли измерить глубину объектов в диапазоне около 6 сантиметров, без использования сложных импульсных методов времени.
Исследователи отмечают, что система нелинейной визуализации с серединой инфракрасной обшивки по-прежнему является доказательством концепции, которая требует относительно сложной и громоздкой лазерной установки. Однако, поскольку разработаны новые нелинейные материалы и интегрированные источники света, технология должна стать гораздо более компактной и легкой для развертывания.
Сейчас они работают над тем, чтобы сделать систему быстрее, более чувствительной и адаптируемой к различным сценариям визуализации. Их планы включают повышение эффективности преобразования, добавление динамического управления, чтобы изменить оптическую обшивку для разных сцен, а также расширение работы камеры на более широком диапазоне средней инфракрасной инфракрас.
Похват: «Noonarflem II, Yanan, Lining Fen, Heep и Jianan Fang, ОптическийПолем
Два: 10.1364/optics.566042
Никогда не пропустите прорыв: Присоединяйтесь к новостному бюллетеню Scitechdaily.
#Новая #камера #без #линза #видит #использованием #древней #технологии #Pinhole #Tech
Продолжение темы
