新红外光摄像系统千米外可生成高清3D图像
据国外媒体《连线》报道,使用用超导纳米导线和激光组建成的一种全新的摄像系统可以在最远1公里的距离外生成高分辨率3D图像。这一摄像系统发射低功率长波红外激光束,扫射到物体表面或者扫描一个场景。激光打过去之后大部分会被散射掉,有一小部分会原路返回。该系统将收集返回的激光束并计算其中光子返回的时间从而计算出被拍摄物体到摄像机的距离。目前,该系统可以在千米之外拍摄到1毫米左右的细微差距和变化,人的头发丝几乎都可以被制作成3D图片。
该摄像系统之所以可以做到拍摄质量入此之高,完全得益于所使用的超导纳米导线,该材料被冷却到极低的温度之后几乎没有电阻,而且非常敏感,连极小的光子都可以检测到。(上图左侧为照射50ms的图像质量,右侧为照射10ms的图像质量)
赫瑞瓦特大学物理专家 Gerald Buller 说:“这就是此系统的魅力所在。”Buller 和同事关于此系统的文章将发表于本月的《光学快讯》杂志,“每一次激光脉冲都包含大量的光子,不管最终散射多少,只要在10次脉冲内能返回一个光子(我们就可以生成相应的3D图像。”
该技术有点类似于激光雷达。我们所熟知的全球最大的地图企业诺基亚在绘制街景地图的时候用的就是激光雷达技术,利用激光的返回来探测与物体之间的距离。在Buller 的系统中,它所使用的摄像机要拍摄的物体对激光的返回情况并不是太好,所以就采用了红外光,而且采用长波红外光对人眼的伤害要比激光小很多。
该技术有何用处?Buller说这项技术可以在科研领域大有作为。例如将这一红外光远距离3D成像系统放到飞机上,就可以检测陆地的植被覆盖率,同时还可以帮助检测植被的健康状况。开发团队还计划尝试利用这个系统来检测水下环境,帮助政府和科研机构生成海底、湖底的地形。
此外,这套系统理所当然可以用于军事用途,可以帮助军队更加精准地打击目标。但是该系统有一个很大的缺陷就是无法识别人体,因为人的皮肤不会反射红外光,所以,如果在野战的话,只能看到衣服,不会看到人脸和手脚。所以,要躲避这种摄像机的拍摄,最好的方法就是:把衣服脱光光。(小编:看来拍不了野战的。)
工程专家 Mark Itzler 说:“超导体探测器可能会引领一股新的风潮,因为它可以在许多领域大有作为。”
然而他又说道,因为超导体必须要降温到接近绝对零度,所以,要大规模实现这项技术难度不小。不过他所在的团队正在研发更方便实用的半导体(比如硅)来复制这一系统。(张珑馨译)