MIT巧妙開(kāi)發(fā)“時(shí)間折疊光學(xué)元件” 開(kāi)啟光學(xué)成像新紀元

　　多變焦且色彩豐富

　　接下來(lái)，研究人員嘗試對“X”和“II”兩種圖案進(jìn)行成像。兩圖案間隔約為50厘米，且均在相機視線(xiàn)范圍內?！癤”圖案距透鏡55厘米，而“II”圖案距透鏡只4厘米。通過(guò)精確地重新排列光學(xué)元件(如將透鏡置于兩鏡子之間)，使每次“往返行程”都在單次圖像采集中放大了光線(xiàn)，就實(shí)現了整形光線(xiàn)。這就好像相機在每次往返中都能變焦。當他們把激光發(fā)射進(jìn)場(chǎng)景時(shí)，僅按一次快門(mén)，就可得到兩幅獨立且聚焦的圖像(在第一次“往返”中捕捉X的圖像，在第二次“往返”中捕捉II圖像)。

　　然后，研究人員展示了超快多光譜(或多色)相機。他們設計了兩種顏色反射鏡和一種寬帶鏡：一種顏色反射鏡是通過(guò)反射顏色，以更接近透鏡;另一種顏色反射鏡則是通過(guò)反射第二種顏色，以從透鏡前移開(kāi)。利用此類(lèi)相機成像帶有“A”和“B”的掩模發(fā)現，第二種顏色照亮A，而第一種顏色照亮了B，時(shí)間均為十分之幾皮秒。

　　這是由于當光線(xiàn)進(jìn)入相機時(shí)，第一種顏色的波長(cháng)會(huì )立即在第一個(gè)腔內來(lái)回反射，由傳感器記錄其時(shí)間。然而，第二種顏色的波長(cháng)會(huì )穿過(guò)第一個(gè)腔進(jìn)入第二個(gè)腔，這就會(huì )使它們到達傳感器時(shí)間的略微延遲。由于研究人員了解不同顏色波長(cháng)抵達傳感器的時(shí)間，他們就可將相應的顏色疊加到圖像上(如第一個(gè)波長(cháng)是第一種顏色，第二個(gè)是第二種顏色)。Heshmat說(shuō)，這些對于目前只能記錄紅外光的深度傳感相機來(lái)說(shuō)大有用處。

　　Heshmat認為，該論文的關(guān)鍵貢獻在于：它可以通過(guò)調整空腔間距或使用不同類(lèi)型的空腔、傳感器及透鏡，來(lái)為多種光學(xué)元件設計打開(kāi)大門(mén)。Heshmat說(shuō)：“核心信息就是，當你手握快速相機或者深度傳感器時(shí)，你就不用像傳統相機那樣需要設計光學(xué)元件。你可以通過(guò)在恰當時(shí)間成像來(lái)實(shí)現更多的拍攝可能?！?/p>

　　光子學(xué)實(shí)驗室主任、加州大學(xué)伯克利分校電子與計算機工程教授Bahram Jalali說(shuō)：“這項工作開(kāi)發(fā)了時(shí)間維度，使得利用脈沖激光照明的超快相機實(shí)現了新功能。這為設計成像系統開(kāi)辟了一條新道路。超快成像技術(shù)使得利用如組織等散射介質(zhì)成像成為可能，這一工作有望改善醫學(xué)成像，特別是手術(shù)顯微鏡?！?/p>