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哈佛設計出首個小巧偏振光相機

普通光在通過偏振光柵後變為偏振光的示意圖。(ShutterStock)

哈佛研究者設計出小巧的偏振光高敏度相機,將在機器視覺、自動行駛汽車、安檢、大氣化學、遠距離感應、臉部識別等領域有廣泛應用。

相機是人類發明的重要的成像工具。1935年美國第一部彩色電影《浮華世界》,向人們展示了一個“美麗、全新的世界”。

偏光鏡,根據光線偏振原理製造的鏡片,可以選擇性過濾來自某個方向的光線,在自動駕駛車輛系統、飛機、衛星,研究大氣化學等領域有廣泛用途,還可用於偵查隱形物體、發現物體表面細小的凹槽、劃痕等等。

就像早期的彩色相機體積較大一樣,現在的偏振光相機需配備移動部件從多角度成像,使得設備笨重而且昂貴,極大地限制了其應用範圍。

最新一份研究中,哈佛的研究者使用超穎表面(metasurface)原理可一次性成像偏光照片,設計出只有拇指大小的攜帶型偏光成像設備。

哈佛研究員Paul Chevalier說:“偏光是光線從物體表面反射後的變化特徵,基於這種變化,偏光性能幫助我們構建三維物體,估計物體的厚度、質地和形狀,還能分辨人造和天然的物體,即便它們形狀和顏色都相同。”

這種設備只有約2厘米長,不比智能手機上的相機複雜。加上附加鏡頭和保護罩,整體設備如小型午餐盒大小。

研究者拿設備測試,能拍出注塑成型的塑料物體形狀上的瑕疵;在戶外拍下車輛擋風玻璃產生的偏光;還實驗了自拍照,展示人臉在偏光相機下的三維效果。

這份研究的主要作者、哈佛卡帕索實驗室(Capasso Lab)的Noah Rubin說:“這種技術可以集成到現有的成像系統中,如手機或汽車上的攝像頭,實現前所未有的成像效果。”

這份研究近期發表在《科學》(Science)期刊上。◇

阿波羅網責任編輯:夏雨荷 來源:大紀元 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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