Нова джаджа с висока разделителна способност може да вижда невидимото
Новият метод с наименование синтетична холография с дължина на вълната, работи чрез индиректно разпръскване на кохерентна светлина върху скрити обекти. След това тя се разсейва отново и се връща обратно към камерата. Оттам алгоритъм реконструира разпръснатия светлинен сигнал, за да разкрие скритите обекти. Поради високата си времева разделителна способност методът има потенциал за изобразяване на бързо движещи се обекти, като биещо сърце или ускоряващи се коли зад ъгъла на улицата.
Новото изследователско поле за изобразяване на обекти, се нарича изображения без видима линия (NLoS). В сравнение със свързаните NLoS технологии за изобразяване, методът Northwestern може бързо да заснеме изображения на големи площи със субмилиметрова точност. С това ниво на разделителна способност изчислителната камера може да изобразява през кожата, за да види дори най-малките капиляри.
Докато методът има очевиден потенциал за неинвазивни медицински изображения, навигационни системи за ранно предупреждение за автомобили и промишлени инспекции в тясно затворени пространства, изследователите смятат, че реалните приложения са безкрайни.
Нова вълна от възможности
Настоящите прототипи на сензори използват видима или инфрачервена светлина, но принципът е универсален и може да бъде разширен до други дължини на вълните. Същият метод може да се приложи към радиовълни за изследване на космоса или подводно акустично изображение. Приложението може да бъде всеобхватно.
Прихващане на разсеяна светлина
Виждането зад ъгъл срещу изобразяването на орган вътре в човешкото тяло може да изглеждат различни предизвикателства. Все пак те са тясно свързани. И при двете светлината достига обект и се разсейва по начин, при който пряко негово изображение не може да се види. Най-лесно може да добиете представа за метода, ако се опитате да светите с фенерче през ръката си. Вместо да виждате сянката хвърляна от костите ви и разкриваща структурата им, светлината, която преминава се разпръсква в тъканта във всички посоки и напълно замъглява изображението.
Целта е да прихванете разсеяната светлина, за да се реконструира присъщата информация за времето на нейното пътуване и да се разкрие скритият обект.
Нищо не е по-бързо от скоростта на светлината, така че ако искате да измерите времето на движение на светлината с висока точност, имате нужда от изключително бързи детектори.
Пригодени вълни
За да елиминират нуждата от бързи детектори, учените обединиха светлинни вълни от два лазера. Те генерират синтетична светлинна вълна, която може да бъде специално пригодена за холографски изображения в различни сценарии на разсейване.
До тук е имало много опити за възстановяване на изображения на скрити обекти. Но тези методи обикновено имат един или повече проблеми. Това могат да бъдат ниската разделителна способност или изключително малкото ъглово поле на разглеждане. Също така изискват време за сканиране или се нуждаят от големи области за измерване на разпръснатия светлинен сигнал.
Новата технология обаче преодолява тези проблеми и е първият метод за изобразяване, който съчетава висока пространствена разделителна способност, времева разделителна способност, малка зона на сондиране и голямо ъглово зрително поле. Това означава, че камерата може да изобразява малки елементи в тясно затворени пространства, както и скрити обекти в големи площи с висока разделителна способност, дори когато те се движат.
Превръщане на стените в огледала
Тъй като светлината се движи само по прави пътеки, трябва да има непрозрачна бариера, за да може новото устройство да вижда зад ъглите. Светлината се излъчва от сензорния блок, отскача от бариерата, след което удря обекта зад ъгъла. След това тя се връща обратно към бариерата и в крайна сметка в детектора на сензорния блок.
Технологията с висока разделителна способност също може да замени или да допълни ендоскопите за медицински и промишлени изображения. Вместо да се нуждае от гъвкава камера, способна да завива в ъглите и да се усуква през тесни пространства, синтетичната холография може да използва светлина, за да види около многото гънки вътре в червата.
По същия начин, синтетичната холография с дължина на вълната може да наблюдава вътре в промишленото оборудване, докато то все още работи. Това е невъзможно за настоящите ендоскопи.
Въпреки че в момента технологията е прототип, в крайна сметка тя може да бъде използвана, за да помогне на шофьорите да избегнат инциденти, да разшири възможностите на медицината и още много други.