据国外媒体报道，1935年，世界上第一部用三色技术制作的电影正式上映。彩色印刷方法彻底改变了照相机和人类对周围世界的看法和体验。但是现在，有一种新的方式让人类和相机了解极化世界。
(图片来源:哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院)偏振光是光振动的方向，人眼无法看到，但某些种类的虾和昆虫可以看到，它可以提供许多与它相互作用的物体的信息。目前，可以看到偏振光的相机用于检测材料应力，增强对比度以实现物体检测，以及分析材料表面质量，如凹痕或划痕。但这种偏振光敏感相机和早期的彩色相机一样，体积庞大，往往依赖于运动部件，价格昂贵，严重限制了其应用范围。现在，哈佛大学约翰·a·保尔森工程和应用科学学院(SEAS)的研究人员开发了一种非常紧凑和便携式的相机，可以在单张照片中显示偏振光。这种拇指大小的摄像头可以安装在自动驾驶汽车、飞机或卫星的视觉系统中，用于研究大气化学或探测伪装物体。研究人员表示:“这项研究可以改变成像领域的游戏规则。目前，大多数相机只能检测光的强度和颜色，看不到偏振，而这种相机可以揭示光是如何被周围世界反射和传播的。”此外，研究人员表示:“偏振是光的一种特性，光在物体表面反射时会发生变化，从而产生偏振。基于这种变化，偏振光可以帮助重建物体的3D形状，估计其深度，纹理和形状，并区分人造物体和自然物体，即使这种物体具有相同的形状和颜色。”为了实现这种相机，研究人员采用了纳米结构的超颖表面，它可以与波长范围内的光相互作用。研究人员表示:“如果我们想要测量光的全偏振状态，我们需要沿着不同的偏振方向拍摄几张照片。以前的设备要么需要使用移动部件，要么需要沿着多个路径发光以获得多张照片，这使得光学设备体积庞大。一种较新的方法是使用特殊图案的相机像素，但这种方法无法测量全偏振状态，需要特殊的成像传感器。在我们的研究中，我们可以将所有需要的光学组件集成到一个具有超级明亮表面的简单设备中。”
利用偏振光如何与物体相互作用的新知识，研究人员设计了一种超颖表面，它使用一组亚波长间隔的纳米柱，根据偏振光的偏振方向来引导光。然后，光线会形成四个图像，每个图像会呈现不同的偏振。通过组合这四幅图像，可以获得每个像素处光偏振的完整图像。该设备大约两厘米长，并不比智能手机的摄像头复杂。该设备配有一个镜头和一个保护罩，大小约为一个小饭盒。研究人员对相机进行了测试，展示了注塑塑料物体的缺陷，并将其带到户外，在汽车的挡风玻璃上拍摄偏振光，甚至自拍来演示偏振光相机如何显示面部的3D形状。研究人员表示:“这项技术可以集成到现有的成像系统中，如手机或汽车，从而使偏振成像技术得到广泛应用，实现新的应用。此外，该研究还为紧凑型相机的发展指明了新的方向，可应用于大气科学、遥感、人脸识别、机器视觉等领域。”据国外媒体报道，1935年，世界上第一部用三色技术制作的电影正式上映。彩色印刷方法彻底改变了照相机和人类对周围世界的看法和体验。但是现在，有一种新的方式让人类和相机了解极化世界。
(图片来源:哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院)偏振光是光振动的方向，人眼看不到，但……可以看到虾和昆虫的种类，它可以提供许多关于与它互动的物体的信息。目前，可以看到偏振光的相机用于检测材料应力，增强对比度以实现物体检测，以及分析材料表面质量，如凹痕或划痕。但这种偏振光敏感相机和早期的彩色相机一样，体积庞大，往往依赖于运动部件，价格昂贵，严重限制了其应用范围。现在，哈佛大学约翰·a·保尔森工程和应用科学学院(SEAS)的研究人员开发了一种非常紧凑和便携式的相机，可以在单张照片中显示偏振光。这种拇指大小的摄像头可以安装在自动驾驶汽车、飞机或卫星的视觉系统中，用于研究大气化学或探测伪装物体。研究人员表示:“这项研究可以改变成像领域的游戏规则。目前，大多数相机只能检测光的强度和颜色，看不到偏振，而这种相机可以揭示光是如何被周围世界反射和传播的。”此外，研究人员表示:“偏振是光的一种特性，光在物体表面反射时会发生变化，从而产生偏振。基于这种变化，偏振光可以帮助重建物体的3D形状，估计其深度，纹理和形状，并区分人造物体和自然物体，即使这种物体具有相同的形状和颜色。”为了实现这种相机，研究人员采用了纳米结构的超颖表面，它可以与波长范围内的光相互作用。研究人员表示:“如果我们想要测量光的全偏振状态，我们需要沿着不同的偏振方向拍摄几张照片。以前的设备要么需要使用移动部件，要么需要沿着多个路径发光以获得多张照片，这使得光学设备体积庞大。一种较新的方法是使用特殊图案的相机像素，但这种方法无法测量全偏振状态，需要特殊的成像传感器。在我们的研究中，我们可以将所有需要的光学组件集成到一个具有超级明亮表面的简单设备中。”
利用偏振光如何与物体相互作用的新知识，研究人员设计了一种超颖表面，它使用一组亚波长间隔的纳米柱，根据偏振光的偏振方向来引导光。然后，光线会形成四个图像，每个图像会呈现不同的偏振。通过组合这四幅图像，可以获得每个像素处光偏振的完整图像。该设备大约两厘米长，并不比智能手机的摄像头复杂。该设备配有一个镜头和一个保护罩，大小约为一个小饭盒。研究人员对相机进行了测试，展示了注塑塑料物体的缺陷，并将其带到户外，在汽车的挡风玻璃上拍摄偏振光，甚至自拍来演示偏振光相机如何显示面部的3D形状。研究人员表示:“这项技术可以集成到现有的成像系统中，如手机或汽车，从而使偏振成像技术得到广泛应用，实现新的应用。此外，该研究还为紧凑型相机的发展指明了新的方向，可应用于大气科学、遥感、人脸识别、机器视觉等领域。”
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