研究人员开发相机来捕捉偏振光 研究大气化学

目前使用偏振光的相机来检测材料应力,增强物体检测的对比度,并分析凹痕或划痕的表面质量。

美国科学家开发出一种高度紧凑的便携式相机,可以捕获偏振光,有助于研究大气化学,并用于检测伪装物体。

极化是光线振动的方向,对人眼是不可见的(但某些种类的虾和昆虫可见)。但它提供了有关与其交互的对象的大量信息。

目前使用偏振光的相机来检测材料应力,增强物体检测的对比度,并分析凹痕或划痕的表面质量。

微型摄像机 - 大小与拇指一样 - 可以在自动驾驶车辆,机载飞机或卫星的视觉系统中找到一个地方来研究大气化学,或用于检测伪装物体。

“极化是光在表面反射时发生变化的特征,”来自美国哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)的Paul Chevalier说。

“基于这种变化,极化可以帮助我们对物体进行三维重建,估计其深度,纹理和形状,并将人造物体与自然物体区分开来,即使它们的形状和颜色相同,”他说。

为了解开这个强大的极化世界,研究人员利用了表面的潜力,纳米尺度结构与波长尺度的光相互作用。

“如果我们想测量光的全偏振态,我们需要沿不同的偏振方向拍摄几张照片,”该研究的第一作者诺亚鲁宾说。

“以前的设备使用移动部件或沿多个路径发送光线以获取多个图像,从而导致笨重的光学器件。但是这种方法不能测量全极化状态并且需要非标准的成像传感器。在这项工作中,我们能够将所需的所有光学器件集成到一个带有表面的简单设备中,“他补充道。

根据发表在“科学”杂志上的这项研究,该设备的长度约为2厘米,并不比智能手机上的摄像头复杂。使用附带的镜头和保护套,该设备大小相当于一个小饭盒。

研究人员对相机进行了测试,以显示注塑成型塑料物体的缺陷,将其带到外面拍摄汽车挡风玻璃的偏振,甚至自拍以展示偏振相机如何可视化脸部的3D轮廓。

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