Metamaterial verwandelt eine gewöhnliche Kamera in eine polarisierende

Physiker der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences haben ein Spezialprojekt entwickelt

Filter für optische Geräte, dieist eine Metaoberfläche aus Nanosäulen im Subwellenlängenbereich. Beim Durchgang durch einen Filter wird die Lichtwelle je nach Polarisation in einzelne Ströme aufgeteilt. Das Ergebnis sind vier Bilder, die jeweils einen anderen Aspekt der Polarisation des Lichts zeigen. Die Bilder werden dann kombiniert, um für jedes Pixel ein vollständiges Bild zu ergeben.

Um die Funktionsweise der Erfindung weiter zu demonstrierenIn der Praxis installierten die Forscher ihren Filter vor dem Objektiv einer Standard-Bildverarbeitungskamera. Die Metafläche wird direkt vor der gewählten Linse in einem Röhrchen platziert, das auch einen Bandpassfilter und eine Feldblende enthält. Um Informationen zur Polarisation zu erhalten, fotografieren Sie einfach das gewünschte Objekt.

Schematische und tatsächliche Darstellung der Entwicklung. BP ist ein Bandpassfilter. Bild: Capasso Laboratory, Harvard School of Engineering and Applied Sciences.

Polarisation, also die Schwingungsrichtungeiner Lichtwelle, gibt viele Informationen über die Objekte, mit denen sie wechselwirkt, zum Beispiel über Flüssigkeitspartikel in der Luft oder das Magnetfeld von Sternen. Traditionell verwenden Wissenschaftler und Ingenieure spezialisierte, teure Kameras, um die Polarisation von Licht zu erfassen.

„Die Fähigkeit, Polarisierung hinzuzufügenDie Empfindlichkeit jeder Kamera ermöglicht es Ihnen, Details einzufangen, die bei normalen Aufnahmen nicht zugänglich sind. Dies wird dazu beitragen, viele Anwendungen wie Gesichtserkennung, selbstfahrende Autos und biometrische Sensoren zu verbessern“, sagt Federico Capasso, einer der Autoren der Studie.

„Unser Metafilter ist unglaublich vielseitig“fügt Paul Chevalier, Co-Autor der Studie, hinzu. „Es handelt sich um eine Komponente, die in einer Vielzahl optischer Systeme eingesetzt werden kann, von raumgroßen Teleskopen bis hin zu winzigen Spionagekameras, wodurch die Einsatzmöglichkeiten polarisierender Kameras erweitert werden.“

Im Jahr 2019 entwickelte die gleiche Gruppe von Wissenschaftlern auf der Grundlage von Metamaterialien eine spezielle Polarisationskamera, die eine Person oder Ausrüstung auch in lichtabsorbierender Tarnung sehen kann.

Weiter lesen:

Wissenschaftler haben die gesündesten Menschen der Erde gefunden: Es geht um einen einzigartigen Lebensstil

Die Gefahr kostenloser VPNs. Warum können sie nicht heruntergeladen werden und wie können Sie sich schützen?

Physiker haben die Fähigkeiten des T-1000 aus dem „Terminator-2“ im Labor nachgebaut