A creat o cameră capabilă să fotografieze de la o distanță de 45 de kilometri

Fotografiere pe Pământ în depărtare - dificilăsarcină. Prinde suficientă lumină de la un obiect la o distanță mare nu este ușor. Și chiar atunci atmosfera va introduce distorsiuni care pot strica imaginea; poluarea este foarte deranjantă, mai ales în orașe. Prin urmare, orice imagine de la o distanță de câțiva kilometri (cu condiția ca aparatul foto să fie fixat suficient de înalt pentru a face față curburii Pământului) este extrem de dificil de făcut.

Cu toate acestea, în ultimii ani, oamenii de știință au începututilizați fotodetectoare sensibile care fac o treabă mult mai bună. Astfel de detectori sunt atât de sensibili încât pot ridica fotoni individuali și le pot combina în imagini la o distanță de până la 10 kilometri.

Care este intervalul maxim al camerei?

Evident, fizicienii nu se opresc niciodatărealizat. Ziua Zheng-Ping Li și colegii săi de la Universitatea de Știință și Tehnologie, China din Shanghai, au arătat cum să fotografieze obiecte la o distanță de până la 45 de kilometri în mediul urban protejat de smog. Metoda lor utilizează detectoare individuale de fotoni în combinație cu un algoritm unic de calcul care permite obținerea de imagini de rezoluție superioară prin combinarea punctelor de date împrăștiate.

Tehnologia nouă este relativ simplă în principiu. Se bazează pe metoda lidar - LIDAR (detecția și identificarea identificării de lumină): "detectarea, identificarea și determinarea intervalului prin utilizarea luminii" - iluminează obiectul cu lumină laser și apoi creează o imagine din lumina reflectată.

Un mare avantaj al acestui tip de activvizualizarea este că fotonii reflectați din obiect se întorc la detector în timpul unei anumite ferestre de timp, care depinde de distanța. Prin urmare, orice fotoni care ajung în afara acestei ferestre pot fi ignorați.

Acest tip de filtru reduce drastic zgomotul,care este creat de fotoni nedoriti din mediul inconjurator. Și acest lucru permite sistemelor lidar să fie foarte sensibile și orientate spre distanță.

Pentru a face ca noul sistem să funcționeze chiar mai binemediul urban, Zhen-Ping și colegii săi au folosit un laser cu infraroșu cu lungimea de undă de 1550 nanometri, o rată de repetiție de 100 kilohertzi și o putere moderată de 120 milliwați. Această lungime de undă face sistemul sigur pentru ochi și permite echipajului să filtreze fotonii solare care altfel ar putea supraîncărca detectorul.

Cercetătorii trimit și primi aceste fotoni cucu ajutorul unui singur instrument optic - un telescop astronomic obișnuit cu un obiectiv de 280 mm. Fotonii reflectați sunt apoi înregistrați de un detector foton cu un singur fir comercial. Pentru a crea o imagine instantanee, oamenii de știință scanează câmpul de vedere folosind o oglindă controlată cu piezo, care poate să apară în sus, în jos, în stânga și în dreapta.

Astfel, ele pot crea două dimensiuniimagine. Dar, datorită controlului timpului de sosire al fotonilor, pot ridica fotoni reflectați din diferite distanțe pentru a crea o imagine tridimensională.

Ultima realizare a fost realizatăechipa, este de a dezvolta un algoritm care captează imaginea împreună folosind date cu un singur foton. Acest tip de vizualizare computațională a parcurs un drum lung în ultimii ani, permițând oamenilor de știință să creeze instantanee din seturi de date relativ mici.

Rezultatele vorbesc de la sine. Echipa a instalat o nouă cameră la etajul 20 al unei clădiri de pe insula Chongming din Shanghai și a trimis-o la Pudong Civil Aviation Building de-a lungul râului, la 45 de kilometri distanță.

Imagini obișnuite prin telescopnu arată decât zgomot. Dar noua tehnică vă permite să obțineți imagini cu o rezoluție spațială de 60 cm, pe care puteți face ferestrele clădirii. "Acest rezultat demonstrează capacitatea excelentă a sistemului LiDAR de fotoni unici în spectrul apropiat de infraroșu de a distinge țintele prin smog", spun oamenii de știință.

Ar trebui să se înțeleagă că principala cerereun astfel de sistem va fi în domeniul observării, recunoașterii și identificării țintelor. În plus, dispozitivul nu este mai mare decât o cutie de pantofi, relativ portabil.

Puteți discuta alte posibile utilizări ale unei astfel de camere cu vizibilitate ascuțită în camera noastră de chat din Telegramă.