捕捉不可見的東西

一剪梅

美國西北大學的研究人員發(fā)明了一種新的高分辨率相機——新型全息照相機，能高精度地捕捉不可見的東西。

在談到研究思路時，研究人員說：“如果用手電筒照射自己的手，你會發(fā)現，看到的是另一邊有一個亮點，但是理論上，你應該看見的是手部骨骼的陰影。之所以發(fā)生現在的情況，是因為照到骨骼的光線被分散到各個方向，完全模糊了。如果能夠‘捕獲’這些散射的光，是否就可以重建物體的三維形狀呢？”

2021年底，研究人員發(fā)現了一種叫作合成波長全息術的新方法，通過將相干光間接散射到隱藏物體上，然后接收這些散射的光，再利用算法重構這些散射的光信號就可以重建被投射物體的三維結構。這一技術的關鍵是攔截散射的光，但是沒有什么比光速更快，所以如果想測量光的傳播時間，就需要攔截速度更快的探測器。

為了解決這一問題，研究人員合并了來自兩個激光器的光波，以產生一種合成光波，這種合成光波可以在不同的散射場景下專門定制全息成像。

因為光是直線傳播的，所以必須有一個不透明的屏障（如墻、樹木），方能幫助新設備看到拐彎處。工作時，光線從傳感器發(fā)出，經屏障反射到拐彎處的物體，然后光線反射回屏障，最終返回到傳感器。

這項技術在非侵入性醫(yī)學成像、汽車預警導航系統(tǒng)和密閉空間的工業(yè)檢查方面具有很大的應用潛力，比如，如果在拐彎處能夠發(fā)現視線之外的車輛，就可以避免事故的發(fā)生。這項技術在夜間和大霧天氣條件下工作，效果可能會更好。高分辨率技術可以取代或補充醫(yī)學和工業(yè)成像的內窺鏡。例如，合成波長全息術可以用來觀察腸道內的褶皺，而不再需要借助柔性攝像機來進行體內結腸鏡檢查。

雖然這項技術目前還處于雛形階段，但是研究人員相信它的應用前景會是廣闊的。