Поляризация – это поведение световых лучей в плоскости их распространения. Такое свойства света невидимо для глаза человека, но некоторые виды насекомых и животных могут видеть поляризованный свет. В настоящее время разработаны камеры, чувствительные к поляризации, они используются для обнаружения поверхностного напряжения материалов, обнаружения скрытых объектов и анализа качества любого типа поверхности на наличие вмятин или царапин. Существенный недостаток таких устройств – их крупный размер. Кроме того, процесс их производства дорогостоящий, следовательно, он ограничивает область их потенциального применения.

Исследователи Гарвардской школы инженерных и прикладных наук им. Джона Полсона (SEAS) разработали компактную портативную камеру, способную отображать явление поляризации на одном снимке. Миниатюрная камера размером с большой палец может использоваться в системах обзора автономных транспортных средств, бортовых самолётах или спутниках, изучающих химический состав атмосферы, а также в устройствах обнаружения замаскированных объектов (например, в военной отрасли).

Автор исследования, профессор Федерико Капассо (Federico Capasso) подчеркнул, что данная разработка полностью меняет привычный научный подход к визуализации объектов. Большинство камер обычно могут определяют только интенсивность и цветовой спектр световых лучей, но не видят поляризации. Эта камера – новый взгляд на реальность, позволяющий показать, как свет отражается и передается объектами в окружающем мире. Соавтор исследования, сотрудник компании SEAS доктор Пол Шевалье (Paul Chevalier) сообщил, что разработка поможет исследователям в реконструкции объектов. Применив технологию поляризации, можно оценить масштабы, текстуру и полностью распознать форму большого объекта, а также отличить искусственные объекты от естественных, даже если они имеют одинаковую форму и цвет.

Во время исследования учёные использовали потенциал метаповерхностей и наноструктуры, которые взаимодействуют со светом в масштабах длины волны. Более ранние поляризационные камеры либо использовали движущиеся части конструкции, либо посылали световые лучи из нескольких точек для получения нескольких разных изображений. Это делало оптические системы объектов громоздкими. Новая технология подразумевает использование пикселей камеры со специальным рисунком.
Метаповерхность содержит массу наночастиц, фиксирующих поляризующий свет. Отражаясь от поверхности, свет даёт изображения, каждое из которых отображает определённый аспект поляризации. Размеры устройства около 2 см в длину, оно настолько же простое в управлении, как и камера на смартфоне. Камера с прикрепленным объективом и защитным чехлом по размерам не больше, чем коробка для завтрака.

Разработанная технология в будущем может быть интегрирована в существующие системы формирования изображений, например, в мобильный телефон или камеру «умного» автомобиля, подчёркивают исследователи. Современные технологии небывалой компактности открывают возможность их применения в дистанционном наблюдении, распознавании лиц, машинном зрении.

Автор: Татьяна Козодой


Читайте также:

Учёные создали нанозонды для записи внутриклеточной активности нейронов мозга

Специалисты MIT создали микро-LEGO: функционального масштабируемого робота нового поколения

Комментарии