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基于納米結(jié)構(gòu)的超表面光學(xué)技術(shù),微型相機縮小至鹽粒大小
來源: 時間:2022-08-22 10:59:34 瀏覽:2405次

近幾十年來,相機不斷小型化,使其不僅在日常生活中更便攜,還能夠廣泛用于科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)成像、安全技術(shù)、智能手機、機器人和自動駕駛汽車等。而更小的微型相機還可以在微創(chuàng)醫(yī)學(xué)、納米機器人、可穿戴設(shè)備或 AR VR 中實現(xiàn)許多新應(yīng)用。不過,現(xiàn)有的小型相機方案受到基本的光學(xué)技術(shù)局限,比如透鏡體積還是難以縮小。

超表面光學(xué)微型相機


一些無鏡頭相機設(shè)計通過振幅掩膜來替換光學(xué)元件,以縮小相機尺寸,缺點是空間分辨率有限,圖像采集時間長。

而為了解決上述問題,近期普林斯頓和華盛頓大學(xué)組成的科研團隊研發(fā)出粗鹽粒大小的相機。其原理基于超表面人工光學(xué)材料,其特點是厚度小于波長,可靈活控制電磁波振幅、相位、極化方式、傳播模式。

目前,這項實驗技術(shù)已經(jīng)受到關(guān)鍵機構(gòu)和科技巨頭關(guān)注,包括獲得美國國家科學(xué)基金會、美國國防部、UW Reality Lab支持,其中UW Reality Lab的資助方包括Futurewei(前身為華為在美國的研發(fā)團隊)、Meta、谷歌、亞馬遜等。

細節(jié)方面,該方案將神經(jīng)算法與納米結(jié)構(gòu)集成。利用微型圓柱結(jié)構(gòu)取代透鏡。偏振不敏感的納米光學(xué)成像方案,色域在400700納米之間,成像范圍40°,最大光圈f2。

在《自然》期刊中,科研人員發(fā)表了一篇名為“應(yīng)用于高質(zhì)量薄透鏡成像的神經(jīng)納米光學(xué)方案”的論文,詳細闡釋了這款微型相機的原理和拍攝效果,并指出如果用數(shù)千個這樣的微型攝像頭組成陣列,則可實現(xiàn)全場景感知,為物理表面帶來成像功能。

據(jù)了解,超表面技術(shù)可制造薄如發(fā)絲的微型透鏡(Metalens),應(yīng)用于攝像頭、醫(yī)療器械、車載傳感器/雷達、AR/VR、全息顯示等場景。超表面工藝有望成為未來創(chuàng)新光學(xué)的基礎(chǔ),就像晶體管縮小電子產(chǎn)品體積那樣,對于光學(xué)系統(tǒng)小型化具有重要意義。


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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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