Ученые из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) разработали очень компактную портативную камеру, способную отображать поляризацию объекта в одном снимке, сообщается на сайте SEAS. Миниатюрная камера найдет полезное применение дистанционном зондировании, в исследовании химии атмосферы, в машинном зрении. Также ее можно установить в самоуправляемых автомобилях. Исследование опубликовано в журнале Science.
Поляризация – свойство света, при котором колебания электромагнитного поля световой волны распространяются только в одном направлении. Для иллюстрации этого свойства можно представить веревку, продетую в узкую вертикальную щель в заборе. Если начать колебать веревку с одной стороны, с другой стороны она сможет пропускать только вертикальные колебания, а, например, горизонтальные, не пропустит вовсе. Поляризованный свет невидим человеческому глазу (а вот некоторые виды креветок и насекомых его видят), но он предоставляет много информации об объектах, с которыми взаимодействует. Поляризация может помочь в трехмерной реконструкции объекта, оценить его глубину, текстуру и форму, а также отличить искусственные объекты от естественных, даже если они имеют одинаковую форму и цвет, отметил Пол Шевалье (Paul Chevalier), сотрудник SEAS и один из авторов исследования.
У чувствительных к поляризации камер, которые используют сегодня, есть большой минус: они очень громоздки. Кроме того, они часто полагаются на движущиеся части и являются дорогостоящими, что серьезно ограничивает область их потенциального применения.
Новая камера, напротив, совсем небольшая: в длину всего около двух сантиметров, и устроена не сложнее, чем камера на смартфоне. Исследователи разработали метаповерхность, которая использует массив наночастиц, расположенных на субволновом расстоянии для направления света на основе его поляризации. Затем свет формирует четыре изображения, каждое из которых показывает свой аспект поляризации. Объединяя их, мы получаем полный снимок поляризации в каждом пикселе.
Эту технологию в будущем можно интегрировать в мобильный телефон или в камеру автомобиля, что позволит широко использовать поляризационные изображения и новые приложения.
[Фото: Eliza Grinnell/Harvard SEAS]
