Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) довольно часто радуют общественность необычными и перспективными разработками. В этот раз группа ученых придумала способ захвата четких трехмерных изображений объектов в условиях слабой освещенности с помощью одиночных фотонов.
Для того чтобы создать детальное изображение объекта, исследователи советуют использовать детектор фотонов и лазер, который сможет излучать лазерные импульсы низкой интенсивности в видимом диапазоне. Иначе говоря, никакого принципиального нового оборудования для этого не требуется. Секрет здесь скрывается в сложных алгоритмах обработки данных, позволяющих выделять отклонения во времени, которое требуется каждому фотону для того, чтобы достичь и отразиться от соответствующего объекта. Устранить шум при этом, как видно из приведенного выше изображения, позволяет специальное ПО.
Для тестирования алгоритма исследователи использовали детектор фотонов в тандеме с обычной лампой накаливания, последнюю они разместили на определенном расстоянии, чтобы интенсивность освещения объекта соответствовала освещению лазером очень низкой мощности. В результате ученым удалось создать изображение высокого разрешения с помощью около миллиона фотонов. Для сравнения, на создание аналогичного изображения с помощью камеры смартфона при таких же условиях освещенности понадобилось бы несколько сотен триллионов фотонов.
Отмечается, что созданные учеными алгоритмы учитывают особенности физики измерений при низкой освещенности и корреляции между соседними частями освещаемого объекта.
В будущем данная разработка, которая была детально описана в научном журнале Nature, может открыть новые возможности в разных отраслях. К примеру, военные смогут создать камеры, которые смогут видеть в полной темноте.