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今年初，中科院上海光學(xué)與精密機械研究所一群熱愛(ài)量子光學(xué)的科學(xué)家研制出了世界上第一臺激光三維強度關(guān)聯(lián)成像相機(國外也稱(chēng)為單像素三維照相機)，近日又制造出了第一臺工程樣機。盡管這種相機只有單一像素，卻可輕而易舉地獲取拍攝對象的全息圖像，在民用和軍用領(lǐng)域都將大顯身手。 據悉，該項成果來(lái)自該所研究員韓申生領(lǐng)銜主持的國家“863”項目“激光三維強度關(guān)聯(lián)成像技術(shù)研究”和“被動(dòng)光學(xué)多光譜強度關(guān)聯(lián)成像技術(shù)研究”。項目日前在滬通過(guò)了科技部組織的專(zhuān)家驗收。 
上海光機所建成的國際上第一臺激光三維強度關(guān)聯(lián)成像工程原理樣機 韓申生介紹說(shuō)，該項目在國際上首次完成了實(shí)際室外典型遙感場(chǎng)景中的激光三維強度關(guān)聯(lián)成像實(shí)驗，并初步建立和驗證了微波凝視關(guān)聯(lián)成像的基本理論體系。 平時(shí)我們所見(jiàn)的相機都有一個(gè)統一名稱(chēng)——光學(xué)成像。而單像素3D相機所做的，是利用光和電磁波的無(wú)規漲落性質(zhì)進(jìn)行成像——即量子成像，俗稱(chēng)“鬼”成像。 傳統光學(xué)成像都是物體反射出的一根根光線(xiàn)進(jìn)入鏡頭，落在膠片或電子元件上，一個(gè)個(gè)光斑排列在一起，形成一幅圖像。但“鬼”成像卻把自然界想象成一個(gè)由無(wú)數光子組成的量子場(chǎng)。這個(gè)場(chǎng)里的光子會(huì )不停漲落，每一個(gè)的狀態(tài)都能計算出來(lái)。因此，要得到圖像，不再需要依靠光線(xiàn)進(jìn)入成像鏡頭，而只需要依靠反射光波能量的探測和計算——仿佛幽靈般可以靠意念洞察一切。
3D相機可顯示出拍攝對象的三維信息（左：一般圖像 右：三維成像圖片） “在谷歌地圖的照片上，我們經(jīng)�？吹桨自普谧×说孛婢拔��！表椖拷M成員龔文林介紹，“但用‘鬼’成像的方法，就能在很大的程度上穿透白云，把地面看清楚�！� 遙感成像是單像素3D相機的重要用途之一。據介紹，該項目組在國際上首次進(jìn)行了大量晴朗、夜間、云霧、雨霧等典型氣象條件下的室外遙感成像實(shí)驗。實(shí)驗實(shí)現了野外一公里量級探測距離上分辨率為1cm、超衍射極限分辨2倍以上的強度關(guān)聯(lián)成像，演示了主動(dòng)照明強度關(guān)聯(lián)成像技術(shù)在三維成像能力、成像探測靈敏度以及云霧、雨霧等惡劣天氣條件下與現有遙感成像技術(shù)相比的特點(diǎn)和優(yōu)越性。 上海光機所2012年的中期項目評估報告顯示，利用口徑僅為18mm的單像素3D照相機，可以在惡劣環(huán)境中拍攝到420mm的普通光學(xué)望遠鏡根本無(wú)法拍到的目標。由于體積和重量的大大減小，原本需要直升機攜帶的遙感設備，換成單像素3D照相機后完全可以裝載到小型無(wú)人機上。 此外，利用3D相機的全息成像，醫院就可以直接用普通光照出X光不易看出的人體軟組織的損傷、病變；雷達偵察時(shí)，就能輕而易舉地分辨出闖入偵察區域的小亮點(diǎn)是一只鳥(niǎo)還是一架飛機，不管是民用領(lǐng)域還是軍用領(lǐng)域，隱身戰機基本上都會(huì )“失靈”。 |
