Сверхбыструю камеру научили заглядывать за угол

Физики из Массачусетского технологического института создали технологию, которая позволяет камере «заглядывать за угол». Статья ученых появилась в Nature Communications, а ее краткое изложение приводит Nature News

Физики из Массачусетского технологического института создали технологию, которая позволяет камере «заглядывать за угол». Статья ученых появилась в Nature Communications, а ее краткое изложение приводит Nature News.

Целью исследователей было восстановить некую сцену в закрытом помещении с доступным для обзора фрагментом (например, расположение всех предметов в комнате через окно). Для этого на дальнюю стенку сцены светили коротким  — примерно 50 фемтосекунд (1 фемтосекунда равна 10-15 секунды)  — лазерным импульсом. Часть света отражалась от стены и рассеивалась на объектах внутри помещения.

Некоторые из этих рассеянных фотонов добирались до сверхскоростной камеры, делающей по одному кадру каждые 2 пикосекунды (одна пикосекунда равна 10-12 секунды). Подобная точность позволяет определять расстояние, пройденное светом, с точностью до 0,6 миллиметра.

Лазер испускал импульсы по очереди в 60 разных положениях. Для каждого положения записывались прибывшие фотоны и на основании собранных данных по математическому алгоритму компьютер реконструировал объекты внутри помещения. По словам исследователей, использованный ими алгоритм схож с теми, которые применяют при томографии.

На воссоздание небольшой сцены в помещении 40 на 40 на 40 сантиметров у компьютера ушло несколько минут. По словам ученых, однако, работу системы можно оптимизировать и довести это время до 10 секунд. Исследователи говорят, что созданная ими технология может пригодиться, например, при необходимости заглянуть в помещение, доступ в которое ограничен.

Они отмечают, что сильная сторона их технологии — использование рассеянного света. Аналогичные системы, созданные на настоящий момент, используют только отраженный свет.