محققان در Stevens Institute of Technology ایجاد یک 3D سیستم تصویربرداری است که با استفاده از نور کوانتومی خواص برای ایجاد تصاویر 40,000 بار crisper از فن آوری های فعلی هموار کردن راه برای هرگز قبل دیده می شود LIDAR سنجش و تشخیص در self-driving cars, ماهواره, نقشه برداری, سیستم های عمیق-ارتباطات فضایی و پزشکی تصویربرداری از شبکیه چشم انسان.

کار رهبری Yuping هوانگ مدیر مرکز کوانتومی علوم و مهندسی در Stevens, آدرس یک دهه قدیمی مشکل با LIDAR که آتش سوزی لیزر در اهداف دور و سپس تشخیص نور منعکس شده. در حالی که نور آشکارسازهای مورد استفاده در این سیستم حساس هستند به اندازه کافی برای ایجاد تصاویر دقیق از فقط چند فوتون — ناچیز ذرات نور است که می تواند کد گذاری شده با اطلاعات — آن را سخت به افتراق منعکس قطعاتی از نور لیزر روشن تر از نور پس زمینه مانند نورهای.

“بیشتر حساس ما سنسور دریافت حساس تر تبدیل شدن آنها به نویز زمینه گفت:” هوانگ که کار به نظر می رسد در فوریه. 17 پیشرفته آنلاین با موضوع طبیعت ارتباطات. “این است که مشکل ما در حال حاضر در تلاش برای حل کند.”

این تکنولوژی برای اولین بار در دنیای واقعی تظاهرات تک فوتون کاهش سر و صدا با استفاده از یک روش به نام کوانتومی پارامتری حالت مرتب سازی و یا QPMS که برای اولین بار پیشنهاد شده توسط هوانگ و تیم خود را در یک سال 2017, طبیعت, کاغذ است. بر خلاف بسیاری از نویز-فیلتر کردن ابزار است که تکیه بر مبتنی بر نرم افزار پس از پردازش به تمیز کردن پر سر و صدا, تصاویر QPMS کنترل نور کوانتومی امضا از طریق عجیب و غریب اپتیک غیر خطی برای ایجاد نمایی تمیز کننده تصویر در سطح سنسور خود را.

تشخیص یک اطلاعات خاص تحمل فوتون در میان سر و صدا از سر و صدای پس زمینه مانند تلاش برای شهامت یک دانه برف از یک بلیزارد — اما این که دقیقا چه هوانگ تیم موفق به انجام این کار. هوانگ و همکاران توصیف یک روش برای نقش پذیری خاص خواص کوانتومی بر روی خروجی پالس نور لیزر و سپس فیلتر کردن نور ورودی به طوری که تنها فوتون با تطبیق کوانتومی خواص ثبت شده توسط سنسور.

نتیجه: یک سیستم تصویربرداری است که فوق العاده حساس به فوتون بازگشت از آن به که نادیده تقریبا همه ناخواسته پر سر و صدا فوتون. تیم رویکرد بازده شارپ sharp 3D تصاویر حتی زمانی که هر سیگنال-حمل فوتون است غرق 34 بار به عنوان بسیاری از فوتون های پر سر و صدا.

“با تمیز کردن اولیه فوتون تشخیص ما در حال هل دادن محدودیت های دقیق 3D تصویربرداری در یک محیط پر سر و صدا گفت:” پاتریک Rehain یک Stevens دکتری و مطالعه منجر نویسنده. “ما نشان داده ایم که ما می تواند به کاهش میزان سر و صدا در حدود 40 ، 000 بار بهتر از بالا زمان تصویربرداری فن آوری.”

که سخت افزار مبتنی بر رویکرد می تواند تسهیل استفاده از LIDAR پر سر و صدا در تنظیمات که در آن محاسباتی فشرده پس از پردازش امکان پذیر نیست. این تکنولوژی همچنین می تواند همراه با نرم افزار مبتنی بر کاهش سر و صدا برای عملکرد حتی نتایج بهتر است. “ما نمی تلاش برای رقابت با روش های محاسباتی — ما در حال دادن به آنها سیستم عامل جدید به کار در” Rehain گفت.

در شرایط عملی QPMS کاهش سر و صدا می تواند اجازه می دهد LIDAR استفاده می شود برای تولید دقیق دقیق تصاویر 3D در محدوده تا 30 کیلومتر است. آن را نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای عمیق-فضای ارتباطی که در آن خورشید را سخت تابش خیره کننده خواهد معمولا غرق کردن از راه دور لیزر پالس.

شاید بیشتر excitingly این تکنولوژی همچنین می تواند به محققان در یک نگاه دقیق تر در حساس ترین بخش از بدن انسان است. قادر می سازد تقریبا عاری از نویز تک فوتون تصویربرداری Stevens سیستم تصویربرداری محققان کمک خواهد کرد ایجاد ترد بسیار دقیق تصاویر از انسان شبکیه چشم با استفاده از تقریبا نامرئی ضعف پرتوهای لیزر است که نمی خواهد آسیب چشم حساس بافت.

“تک فوتون تصویربرداری زمینه پررونق است” گفت: Huang. “اما آن بوده است مدت زمان طولانی از آنجایی که ما دیده ایم یک گام بزرگ به جلو در کاهش سر و صدا و از مزایای آن می تواند انتقال به بسیاری از فن آوری است.”

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط Stevens Institute of Technology. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im