Kamera bidang cahaya baru dapat fokus dari dekat dan jauh secara bersamaan

Posted on


Kamera Medan Nano-cahaya baru berdasarkan mata makhluk laut Kambrium dapat menggabungkan zoom total dan zoom dalam satu lensa dengan kedalaman bidang yang tidak terbatas.

Terinspirasi oleh struktur visual makhluk laut Kambrium, the Dalmanitina Socialis Trilobita, peneliti telah mengembangkan kamera yang dapat fokus pada dekat dan jauh pada saat yang sama. Kamera bidang Nano-cahaya didasarkan pada matriks logam bifocal yang dapat mengambil gambar resolusi tinggi dari bidang cahaya dengan kedalaman bidang dari skala sentimeter ke kilometer.

Para ilmuwan percaya kedalaman bidang yang luas Dalmanitina Socialis Itu memungkinkannya untuk secara bersamaan fokus pada mangsa terdekat dan predator jauh.

Bagaimana Logam Bekerja

“Sepengetahuan kami, jenis sistem optik komposit mata ini unik untuk Dalmanitina Socialis, Berbeda dengan satu-satunya sistem penglihatan fokus yang ditemukan pada arthropoda hidup yang diketahui yang ada saat ini, ” kata para peneliti dalam makalah mereka yang baru-baru ini diterbitkan di Sifat komunikasi.

Logam dan kamera

Menggunakan teknologi metalurgi

Para peneliti menggunakan metalens, teknik lensa datar, yang memfokuskan cahaya dengan menggunakan apa yang disebut metasurfaces. Permukaan optik beroperasi pada tingkat sub-panjang gelombang, dan menggunakan struktur nano kecil untuk menyebarkan cahaya alih-alih pembiasan tradisional dan perambatan cahaya yang terlihat dengan optik kaca. Struktur nano ini menangkap dan mereproduksi cahaya dengan presisi yang belum pernah terdengar karena mereka dapat menentukan fase, spektrum, polarisasi, dan mode cahaya.

Meminjam visi trilobite kuno yang patut ditiru, para peneliti mengatur jutaan nanopartikel dalam matriks paralel, masing-masing menunjuk tegak lurus terhadap subjek dan sensor. Nanopartikel mengukur satu dari dua ratus diameter rambut manusia, namun para peneliti mampu membentuk, ukuran dan mengatur masing-masing sehingga mengirimkan cahaya melalui area lensa yang berbeda.

Nanopartikel ini membengkokkan cahaya sehingga objek dekat dan jauh tampak terfokus pada satu bidang, yaitu sensor kamera. Faktanya, cahaya mengenai dua titik fokus terpisah, memberikan kedalaman bidang yang luar biasa.

Logam dan kedalaman lapangan

Para peneliti kemudian mengatur beberapa mineral untuk memasang serangkaian ribuan gambar, sesuatu yang mirip dengan fotografi rentang dinamis tinggi. Hanya objek dekat dan jauh yang muncul dalam fokus, tetapi di sinilah algoritma berperan dan mampu mempertajam gambar menggunakan beberapa bentuk kecerdasan buatan.

Komputer memainkan peran penting dalam memahami gambar bidang cahaya skala nano. Algoritma rekonstruksi berbasis jaringan saraf menghilangkan penyimpangan yang dibuat oleh logam. Ini kemudian mengurangi tekanan kinerja pada optik metasurface. Dengan kata lain, logam belum cukup sempurna, tetapi algoritma membuat penyesuaian yang diperlukan untuk membawa semuanya ke dalam fokus.

Aplikasi untuk teknologi optik baru ini termasuk gambar 3-D dan pelacakan jarak bergerak. Fotografi harian, mikroskop optik, dan visi mesin juga akan mendapat manfaat dari kemajuan teknis ini.

“Integrasi Nanoteknologi yang elegan dengan pencitraan komputasi yang dicapai di sini diharapkan dapat membantu mengembangkan sistem pencitraan berkinerja tinggi di masa depan,”tulis para peneliti.


Kredit gambar: Grafik melalui kamera medan cahaya nano saraf yang terinspirasi trilobite dengan kedalaman bidang yang ekstrem



Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published.