一种新的全息成像技术可以在几十毫秒内重现不可见的物体
视角盲区一直困扰着司机们 ， 但这种危险可能不会持续太久 。 美国西北大学（Northwestern University）的研究人员开发了一种新的全息相机技术 ， 这种技术可以通过重建散射光波来窥视每个角落 ， 而且其速度足够快 ， 可以发现汽车或行人等快速移动的物体 。
上图：实验室研制的合成波全息系统的原型 。
当光线照射到物体上时 ， 它会散射 ， 其中一些会到达我们的视网膜 ， 或者相机的传感器 ， 让该物体被看到 。 当然 ， 这意味着我们不能看到其他物体后面的物体 ， 或者通过雾或皮肤等散射介质 。 但也许有一种方法 ， 可以利用多个物体的光散射来观察各个角落 。
把镜子放在合适的位置 ， 你就能看到被遮挡或角落里的物体 。 即使没有镜子 ， 这个原理仍然是适用的 —— 只是次级物体散射的光线太多 ， 我们无法重建目标 。 但一种名为“非视距成像”（NLOS）的新兴技术可以做到这一点 。
NLOS系统的工作原理是发出光线 ， 光线从表面反弹 ， 击中物体 ， 反弹回表面 ， 然后返回传感器 。 然后 ， 算法可以在拐角处创建该对象的图像 。 然而 ， 正如你可能预料的那样 ， 以这种方式重建的图像通常分辨率较低 ， 或者处理时间太长 。
开展这项新研究的研究人员表示 ， 他们的新技术改善了这两个问题 。 他们称之为“合成波长全息术” ， 它的工作原理是 ， 将来自两个激光器的光波合并成合成光波 ， 然后将其发射出来 ， 产生物体在角落或其他散射介质后面的三维“全息”图像 。
主持该研究的科学家弗洛里安·威洛米策（Florian Willomitzer）说：“如果你可以在全息图中捕捉物体的整个光场 ， 那么你就可以完整地重建物体的 3D 形状 。 我们利用合成波而不是普通光波 ， 在拐角处或通过散射物进行全息成像 。 ”
该团队表示 ， 这个新系统可以捕捉隐藏在大角度视野内物体的细节 ， 而且速度非常快 —— 46毫秒内 。这一速度足以看到从死角驶来的汽车或行人并作出反应 ， 与其他需要一个多小时计算的早期 NLoS 系统相比 ， 这是一个巨大的改进 。
威洛米策补充道：“这项技术可以把墙壁变成镜子 ， 还可以在夜间和雾天条件下工作 ， 因此效果会更好 。 ”
该团队表示 ， 这项技术不仅最终可以让车辆感知到看不见的危险 ， 而且还可以用来改进内窥镜 ， 无论是在工业领域还是在医疗领域 。 这种摄像系统可能不需要在管道或伸入弯曲的肠道中 ， 它可以通过发射合成光波来探测前方 ， 并观察它们如何返回 。
研究团队最后表示：“我们的技术将迎来新一波成像能力 。我们目前的传感器原型使用可见光或红外光 ， 但其原理是通用的 ， 可以扩展到其他波长 。例如 ， 相同的方法可以应用于太空探索或水下声学成像的无线电波 。它还可以应用于许多领域 ， 而我们只是触及了皮毛 。 ”
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