研究人員開(kāi)發(fā)相機(jī)來(lái)捕捉偏振光 研究大氣化學(xué)

目前使用偏振光的相機(jī)來(lái)檢測(cè)材料應(yīng)力，增強(qiáng)物體檢測(cè)的對(duì)比度，并分析凹痕或劃痕的表面質(zhì)量。

科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種高度緊湊的便攜式相機(jī)，可以捕獲偏振光，有助于研究大氣化學(xué)，并用于檢測(cè)偽裝物體。

極化是光線振動(dòng)的方向，對(duì)人眼是不可見(jiàn)的(但某些種類(lèi)的蝦和昆蟲(chóng)可見(jiàn))。但它提供了有關(guān)與其交互的對(duì)象的大量信息。

目前使用偏振光的相機(jī)來(lái)檢測(cè)材料應(yīng)力，增強(qiáng)物體檢測(cè)的對(duì)比度，并分析凹痕或劃痕的表面質(zhì)量。

微型攝像機(jī) - 大小與拇指一樣 - 可以在自動(dòng)駕駛車(chē)輛，機(jī)載飛機(jī)或衛(wèi)星的視覺(jué)系統(tǒng)中找到一個(gè)地方來(lái)研究大氣化學(xué)，或用于檢測(cè)偽裝物體。

“極化是光在表面反射時(shí)發(fā)生變化的特征，”來(lái)自哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)的Paul Chevalier說(shuō)。

“基于這種變化，極化可以幫助我們對(duì)物體進(jìn)行三維重建，估計(jì)其深度，紋理和形狀，并將人造物體與自然物體區(qū)分開(kāi)來(lái)，即使它們的形狀和顏色相同，”他說(shuō)。

為了解開(kāi)這個(gè)強(qiáng)大的極化世界，研究人員利用了表面的潛力，納米尺度結(jié)構(gòu)與波長(zhǎng)尺度的光相互作用。

“如果我們想測(cè)量光的全偏振態(tài)，我們需要沿不同的偏振方向拍攝幾張照片，”該研究的第一作者諾亞魯賓說(shuō)。

“以前的設(shè)備使用移動(dòng)部件或沿多個(gè)路徑發(fā)送光線以獲取多個(gè)圖像，從而導(dǎo)致笨重的光學(xué)器件。但是這種方法不能測(cè)量全極化狀態(tài)并且需要非標(biāo)準(zhǔn)的成像傳感器。在這項(xiàng)工作中，我們能夠?qū)⑺璧乃泄鈱W(xué)器件集成到一個(gè)帶有表面的簡(jiǎn)單設(shè)備中，“他補(bǔ)充道。

根據(jù)發(fā)表在“科學(xué)”雜志上的這項(xiàng)研究，該設(shè)備的長(zhǎng)度約為2厘米，并不比智能手機(jī)上的攝像頭復(fù)雜。使用附帶的鏡頭和保護(hù)套，該設(shè)備大小相當(dāng)于一個(gè)小飯盒。

研究人員對(duì)相機(jī)進(jìn)行了測(cè)試，以顯示注塑成型塑料物體的缺陷，將其帶到外面拍攝汽車(chē)擋風(fēng)玻璃的偏振，甚至自拍以展示偏振相機(jī)如何可視化臉部的3D輪廓。