新型全息相机可看到更多隐秘角落
美国西北大学的研究人员发明了一种新型高分辨率相机，利用它，人体的皮肤到骨头将被一览无余，甚至还能看到角落和散布四周的介质，如雾气等。
这种新方法采用“合成波长全息术”，将相干光间接散射到隐藏物体上，这些物体再将光散射回相机，通过重建散射光信号而呈现隐藏的物体。由于具有高时间分辨率，该相机还可对快速运动的物体成像，例如心跳或街角飞驰的汽车。这项研究发表在11月17日的《自然·通讯》杂志上。
实验室中一个相机原型装置
对遮挡或散射介质背后的物体成像是一个相对较新的研究领域，即非视距成像(NLOS)。与相关的非视距成像技术相比，新方法可快速获取大范围、亚毫米精度的全视野图像。在这种分辨率水平下，相机可透过皮肤成像，甚至能看到最微小的毛细血管。
研究人员表示，该方法在无创医学成像、汽车预警导航系统以及在狭小空间进行工业检查等方面有无限潜力。
拦截散射光
为角落里的物体成像和为人体器官成像似乎是不同的范畴，但论文第一作者弗洛里安·威洛米泽说，二者实际密切相关，都需要处理散射介质，光线照射到物体并以无法再看到物体直接图像的方式散射。
威洛米泽说：“当用手电筒照射你的手时，你会在手的另一边看到亮点，但从理论上讲，你的骨骼应该会有一个暴露出轮廓或结构的影子。”然而，通过骨骼的光线在人体组织内向各个方向散射，完全模糊了阴影图像。因此，研究团队的目标是拦截散射光，重新测量有关其传播时间的信息，以揭示无法被成像的物体。
为了克服对光进行高精度测量的探测器成本高昂的问题，研究团队通过合并来自两个激光器的光波，形成了一种为不同散射场景下进行全息成像而量身定做的合成光波。这是第一种在角落周围通过散射介质进行成像的技术。
把”墙变成镜子”
由于光只能沿直线传播，因此必须有不透明的障碍物（例如墙壁、灌木或汽车）让新相机能看到拐角处。光从传感器单元发出，从障碍物反弹，然后击中拐角处的物体，接着光反射回障碍物并最终返回传感器单元的检测器。
据介绍，车辆转弯时，该相机可看到附近车辆以防发生意外。它还可替代用于医疗和工业成像的内窥镜。例如，在结肠镜检查时，可用它观察肠道内的褶皱。此外，该相机在夜间和有雾的天气下也可使用。
虽然这项技术目前只是一个实验原型，但威洛米泽相信它最终将被用来帮助司机避免事故。他说：”在看到这些在汽车中制造或获准用于医疗应用的成像仪之前，还有很长的路要走。也许10年甚至更长，但它会到来。”
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