สล็อตออนไลน์ มองไปรอบมุมแม่นยำยิ่งขึ้น: แผงด้านซ้ายบนแสดงตัวอักษรที่ซ่อนอยู่ USTC และแผงกลางแสดงภาพที่สร้างขึ้นใหม่โดยมีจุดสุ่มตัวอย่าง 64 × 64 บนผนังที่มองเห็นได้ และถังเวลาสแกน 0.5 ps บนเส้นหน่วงเวลา ภาพทางด้านขวาเป็นภาพที่สร้างขึ้นใหม่โดยใช้ความละเอียดชั่วขณะ 5 ps แผงด้านล่างแสดงภาพที่คล้ายกันของคำว่า SCIENCE ที่ซ่อนอยู่
แนวคิดในการมองมุมโค้งมนโดยไม่ใช้กระจก
อาจฟังดูมหัศจรรย์ แต่ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา การถ่ายภาพโดยไม่ให้แสงเข้าตา (NLOS) ได้กลายเป็นสาขาการวิจัยที่มีความกระตือรือร้นมากขึ้น โดยมีศักยภาพในการใช้งานรวมถึงการเฝ้าระวัง รถยนต์ที่ขับด้วยตนเอง และไฟและกู้ภัย ขณะนี้นักวิจัยในจีนได้ค้นพบวิธีใหม่ในการตรวจจับเวลาที่โฟตอนกระจัดกระจายด้วยความละเอียดพิโควินาที ทำให้ได้ภาพที่คมชัดกว่าที่เป็นไปได้ด้วยกล้องมาตรฐานโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษราคาแพง
วิธีที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการถ่ายภาพ NLOS จะวัดเวลาบินของโฟตอนที่กระจัดกระจาย เลเซอร์พัลส์หลายอันจะถูกปล่อยออกมาตามลำดับและโฟกัสที่พื้นผิวภายในแนวสายตา โฟตอนเหล่านี้บางส่วนจะกระจายออกจากวัตถุที่ซ่อนอยู่ก่อนที่จะไปถึงเครื่องตรวจจับ เครื่องตรวจจับจะบันทึกเวลาระหว่างการปล่อยและการตรวจจับ และใช้เพื่ออนุมานระยะทางที่โฟตอนเดินทางแต่ละครั้ง อัลกอริทึมของคอมพิวเตอร์คำนวณรูปร่างของวัตถุที่ซ่อนอยู่จากความยาวเส้นทางของโฟตอนที่กระจัดกระจาย
Daniele Faccio นักฟิสิกส์เชิงแสง แห่งมหาวิทยาลัยกลาสโกว์อธิบายว่า “ความแม่นยำในการสร้างภาพ 3 มิตินั้นขึ้นอยู่กับความละเอียดชั่วขณะของฉันแบบ ตัวต่อตัว “ฉันจะพูดได้อย่างแม่นยำเพียงใดว่าโฟตอนใช้เวลานานเท่าใดจึงจะหมุนรอบมุม ชนวัตถุแล้วกลับมาอีกครั้ง”
ราคาแพงและใช้งานยาก
ในปี 2012 งานแรกเกี่ยวกับการถ่ายภาพ NLOS ได้ความละเอียดชั่วขณะประมาณ 10 ps โดยใช้กล้องถ่ายภาพต่อเนื่องแบบเดียวกับที่ใช้ในเลนส์แบบเร็วพิเศษ คุณสามารถซื้อกล้องสตรีคที่มีความละเอียด 1 ps ได้” Faccio กล่าว “แต่พวกมัน ค่อนข้างใช้งานยากและราคาอยู่ระหว่าง 100,000 ถึง 200,000 ปอนด์
ยิ่งไปกว่านั้น กล้องสตรีคยังไม่มีความละเอียดโฟตอนเดียว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากสัญญาณที่กระจัดกระจายอาจอ่อนแอมาก งานล่าสุดจึงมุ่งเน้นไปที่เครื่องตรวจจับโฟตอนดิจิตอลซึ่งมีราคาถูกและใช้งานง่ายกว่ามาก อย่างไรก็ตาม ความละเอียดของเวลาถูกจำกัดไว้ที่ประมาณ 100 ps ซึ่งจำกัดความละเอียดของภาพไว้ที่มาตราส่วนเซนติเมตร
ตอนนี้Jian-Wei Panจาก University of Science and Technology of China และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาเทคนิคที่ปรับปรุงการแก้ปัญหาครั้งนี้อย่างมาก พวกเขาส่ง “สัญญาณ” หนึ่งพัลส์จากเลเซอร์อินฟราเรดไปยังผนังที่มองเห็นได้ ทำให้โฟตอนกระจายตัวและกลับเข้าสู่ท่อนำคลื่นลิเธียมไนโอเบต เสี้ยววินาทีต่อมา พวกมันจะส่งพัลส์เลเซอร์ “ปั๊ม” ตัวที่สองไปยังท่อนำคลื่น ถ้าโฟตอนสัญญาณกระจัดกระจายมาถึงในเวลาเดียวกับโฟตอนปั๊ม โฟตอนที่มองเห็นได้จะถูกสร้างขึ้น
เลนส์ไม่เชิงเส้น“เมื่อโฟตอนปั๊มและสัญญาณเข้าสู่ท่อนำคลื่น พวกเขาได้รับการแปลงความถี่ผ่านกระบวนการออปติกแบบไม่เชิงเส้น” Feihu Xu สมาชิกในทีม อธิบาย “นั่นสร้าง [โฟตอนที่] ความยาวคลื่นอื่นที่สามารถตรวจจับได้ด้วยเครื่องตรวจจับโฟตอนเดียว … เครื่องตรวจจับโฟตอนเดียวทำงานได้เฉพาะในความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ ดังนั้นหากปั๊มไม่ผสมกับสัญญาณ จะไม่มีการตรวจจับ”
นักวิจัยสามารถตรวจสอบเวลาที่โฟตอนกระจัดกระจาย
มาถึงแต่ละพิกเซลโดยการเปลี่ยนระยะห่างระหว่างสัญญาณและพัลส์ปั๊ม พวกเขาบรรลุความละเอียดของเวลาประมาณ 1.4 ps ทำให้พวกเขาได้รับลำดับความสำคัญในการปรับปรุงความคมชัดของภาพเหนือสิ่งอื่นใดที่เคยทำได้มาก่อน
เวลาซื้อนาน“เป็นความสำเร็จที่น่าสนใจมาก เท่าที่ความรู้ของฉัน ฉันได้ปรับปรุงให้ทันสมัยในแง่ของความละเอียดเชิงพื้นที่ในปริมาณที่ไม่อยู่ในแนวสายตาเหนือเทคนิคใดๆ ก่อนหน้านี้โดยอิงตามเวลาของ เที่ยวบิน” วิศวกรไฟฟ้าVivek Goyalจากมหาวิทยาลัยบอสตันในสหรัฐอเมริกากล่าว อย่างไรก็ตาม เขาตั้งข้อสังเกตว่า “ในการทำให้การวัดเหล่านี้มีความละเอียดของเวลาที่ละเอียดมาก คุณต้องกวาดเวลาระหว่างสัญญาณกับปั๊ม ที่เพิ่มเวลาการได้มาของคุณ”
เทคนิคตำแหน่งใหม่ทำลายขีดจำกัดการเลี้ยวเบน Faccio เห็นด้วย: “ถ้าฉันขับรถและอยากเห็นรถคันอื่นวิ่งเข้ามาจากด้านหลังมุมถนน ฉันไม่ต้องการความละเอียด 200 ไมครอน สิ่งที่ฉันต้องรู้ก็คือว่ามีรถหรือไม่…และฉันก็อดใจรอไม่ไหวอย่างแน่นอน หนึ่งชั่วโมงสำหรับผลลัพธ์” เขากล่าว “สิ่งที่ผู้คนให้ความสนใจในตอนนี้คือ ‘ฉันจะทำให้เร็วขึ้นได้อย่างไรโดยใช้แสงเลเซอร์น้อยลง และฉันจะทำให้ระดับเสียงที่ฉันสามารถขยายภาพใหญ่ขึ้นได้อย่างไร’ มันเรียบร้อยมาก มีความแม่นยำสูงมาก แต่ฉันไม่ชัดเจนว่าแอปพลิเคชันนักฆ่าคืออะไร”
Xu ยอมรับว่า “ตอนนี้ปัญหาคอขวดคือความเร็วในการถ่ายภาพ เราอาจใช้เวลาไม่กี่นาที แต่ยังมีช่องว่างให้ปรับปรุงอีกมาก สำหรับการตรวจตรานิ่งโดยตำรวจหรือทหาร แม้แต่การถ่ายภาพช้าก็อาจมีบางแอปพลิเคชัน แต่สำหรับแอปพลิเคชันทั่วไป เราจำเป็นต้องแก้ปัญหาความเร็วของการถ่ายภาพอย่างแน่นอน”
แม้ว่าเทคนิค RIXS จะทำงานได้ดีสำหรับฉนวนที่มีความสัมพันธ์กัน แต่ก่อนหน้านี้เคยประสบปัญหาเมื่อตรวจสอบโลหะที่มีความสัมพันธ์กัน เนื่องจากกระบวนการอิเล็กโทรไดนามิกที่แตกต่างกันจำนวนมากเกิดขึ้นระหว่างการกระเจิง ความซับซ้อนนี้ทำให้ยากต่อการตีความสเปกตรัมจากโลหะที่มีความสัมพันธ์โดยไม่มีจุดอ้างอิงอื่น Schmitt กล่าว ตามที่เพื่อนร่วมงานของเขาKeith Gilmoreอธิบาย พวกเขาจำเป็นต้องเปรียบเทียบสเปกตรัมทดลองกับการคำนวณทางทฤษฎีก่อนจึงจะสามารถตีความข้อมูลที่สร้างโดยซินโครตรอนที่มีลำแสงยาวหลายร้อยเมตรได้อย่างน่าพอใจ Gilmore ซึ่งเคยทำงานที่BNLและปัจจุบันอยู่ที่Humboldt University ในกรุงเบอร์ลิน กล่าวว่า “จนถึงขณะนี้ มีการทดสอบทฤษฎีที่เข้มงวดและความสามารถของเราในการทำนายผลลัพธ์ของการทดลอง”. สล็อตออนไลน์
