Шотландские физики создали камеру, способную заглянуть за угол

8 декабря 2015

Фото: Gariepy et al./Heriott-Watt
Группа ученых из университета Эдинбурга разработали устройство, позволяющее видеть в режиме реального времени отслеживать объекты и перемещение за углом. Отчет об исследовании опубликован в Nature Photonics.

Устройство состоит из лазера и камеры на лавинных диодах, светочувствительная матрица которой способна фиксировать одиночные фотоны. Чтобы получить изображение из «слепой зоны» за углом, можно поставить зеркало, в котором отразится недоступная взгляду зона. Устройство фактически работает по этому же принципу, образуя виртуальное зеркало: поток лазерных импульсов выстреливается в зону, расположенную на полу перед углом. Импульсы рассеиваются, и часть их отражается от находящихся за углом объектов и снова попадает в ту же зону на полу перед углом, где их фиксирует камера. Поскольку скорость света известна и постоянна, положение объекта может быть определено путем измерения интервала времени между началом импульса лазера и рассеянного света, достигающего зону на полу.

Несмотря на кажущееся легким описание эксперимента, сложности скрываются в деталях. Чтобы получить четкое изображение, измерения должны быть выполнены с точностью до 500 миллиардных долей секунды (5x10-7, или 500 наносекунд). Эту проблему решило использование камеры на лавинных диодах, которая отличается как высокой чувствительностью, так и быстрым срабатыванием. Но есть и другие сложности: уровень освещенности объекта за углом должен быть возможно низким, и, чтобы камера смогла отделить отраженные от объекта фотоны от остальных, желательно, чтобы объект передвигался, а остальные объекты оставались неподвижными.

На сегодняшний момент мощность камеры позволяет получить лишь силуэт расположенного за углом объекта. Но, как полагают авторы, она очень перспективна и может быть востребована в аэропортах, системах наблюдения и системах обеспечения безопасности автомобиля для обнаружения транспортных средств или людей, находящихся вне поля зрения водителя - за углом.

Все новости