Учёные из Восточно-Китайского педагогического университета разработали безлинзовую камеру. Она способна создавать 3D-изображения в ИК-диапазоне. Эта технология отличается от классических дорогих шумных ИК-камер, которые, ко всему прочему, нуждаются в охлаждении. В новой системе инфракрасное излучение преобразуется в видимый свет с помощью нелинейных кристаллов, что позволяет фиксировать изображения стандартными датчиками.
Камера сконструирована по принципу камеры-обскуры, который известен с древних времён. Однако вместо механического отверстия в ней используется «оптическая игла», формируемая лазером внутри кристалла. Эта игла отвечает за запись изображения и позволяет получать изображения с большим углом обзора.
Камера-обскура
В экспериментальных исследованиях учёные получили чёткие снимки объектов на расстоянии до 35 см при длине волны около 3 мкм. При этом система эффективно функционировала даже при крайне слабом освещении, где обычные камеры не работают. Особое внимание уделялось подавлению шума и сохранению деталей изображения при минимальном количестве фотонов. Это также позволило создавать 3D-реконструкции с точностью микрометра.
Источник фото: optica.org
В ходе одного из экспериментов был применён метод time-of-flight, который позволил воссоздать форму небольшого керамического изделия. Также была использована методика двухснимочного анализа для измерения глубины объектов, находящихся на расстоянии около 6 сантиметров.
Однако на сегодняшний день установка остаётся довольно громоздкой и требует использования сложного лазерного оборудования. Тем не менее, перспективы разработки новых компактных кристаллов и источников света могут способствовать созданию портативной версии такого устройства.
Разработчики отмечают, что технология может быть адаптирована и для других диапазонов излучения, таких как терагерцовый, где использование традиционных линз сильно ограничено.