化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
IG China 2025啟幕 測(cè)司儀表賦能氣體產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型
測(cè)司儀表(上海)有限公司攜可視化泄露檢測(cè)儀ULD5[詳細(xì)]
突破光學(xué)像差世界難題新路徑！清華團(tuán)隊(duì)成功研制元成像芯片
2022年10月25日 11:08:58
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：4596
近日，清華大學(xué)戴瓊海院士帶領(lǐng)的自動(dòng)化系成像與智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)提出了一種集成化的元成像芯片架構(gòu)，為解決這一百年難題開辟了一條新路徑。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】在光學(xué)中，像差是光學(xué)系統(tǒng)(如透鏡)的一種特性，它使光擴(kuò)散到空間的某個(gè)區(qū)域而不是聚焦到一點(diǎn)。像差導(dǎo)致由透鏡形成的圖像模糊或扭曲，其畸變的性質(zhì)取決于像差的類型。其可以定義為光學(xué)系統(tǒng)所成的像與近軸光學(xué)所成像的偏差。在成像系統(tǒng)中，當(dāng)物體的某一點(diǎn)的光通過系統(tǒng)后未會(huì)聚到(或不發(fā)散)某一點(diǎn)時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。
光學(xué)成像拓展了人類的認(rèn)知邊界，推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)步，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于生活的方方面面。然而受到不可避免的鏡面加工誤差、系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷與環(huán)境擾動(dòng)的限制，實(shí)際成像分辨率與信噪比往往顯著低于完美成像系統(tǒng)。完美光學(xué)成像是人類感知世界的終極目標(biāo)之一，但這個(gè)目標(biāo)卻從根本上受制于鏡面加工誤差與復(fù)雜環(huán)境擾動(dòng)所引起的光學(xué)像差。
近百年來，光學(xué)科學(xué)家與工程師不斷提出新的光學(xué)設(shè)計(jì)方法，為不同成像系統(tǒng)定制復(fù)雜的多級(jí)鏡面、非球面與自由曲面鏡頭，來減小像差提升成像性能。但由于加工工藝的限制與復(fù)雜環(huán)境的擾動(dòng)，難以制造出完美的成像系統(tǒng)。
近日，清華大學(xué)戴瓊海院士帶領(lǐng)的自動(dòng)化系成像與智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)提出了一種集成化的元成像芯片架構(gòu)，為解決這一百年難題開辟了一條新路徑。區(qū)別于構(gòu)建完美透鏡，研究團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，記錄成像過程而非圖像本身，通過實(shí)現(xiàn)對(duì)非相干復(fù)雜光場(chǎng)的超精細(xì)感知與融合，即使經(jīng)過不完美的光學(xué)透鏡與復(fù)雜的成像環(huán)境，依然能夠?qū)崿F(xiàn)完美的三維光學(xué)成像。
早在2021年，研究團(tuán)隊(duì)就首次提出了數(shù)字自適應(yīng)光學(xué)的概念，為解決空間非一致的光學(xué)像差提供了新思路。在此次最新的研究成果中，他們將所有技術(shù)集成在單個(gè)成像芯片上，使之能廣泛應(yīng)用于幾乎所有的成像場(chǎng)景，而不需要對(duì)現(xiàn)有成像系統(tǒng)做額外改造，并建立了波動(dòng)光學(xué)范疇下的數(shù)字自適應(yīng)光學(xué)架構(gòu)，通過對(duì)復(fù)雜光場(chǎng)的高維超精細(xì)感知與融合，在具備極大的靈活性的同時(shí)，又能保持前所未有的成像精度。
除了成像系統(tǒng)存在的系統(tǒng)像差以外，成像環(huán)境中的擾動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致空間折射率的非均勻分布，從而引起復(fù)雜多變的環(huán)境像差。數(shù)字自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)僅僅需要將傳統(tǒng)成像傳感器替換為元成像芯片，就能為大口徑地基天文望遠(yuǎn)鏡提供全視場(chǎng)動(dòng)態(tài)像差矯正的能力。
除此之外，元成像芯片還可以同時(shí)獲取深度信息，相比傳統(tǒng)光場(chǎng)成像方法，其在橫向和軸向都具有更高的定位精度，為自動(dòng)駕駛與工業(yè)檢測(cè)提供了一種低成本的解決方案。
該技術(shù)解決了長期以來的光學(xué)像差瓶頸，有望成為下一代通用像感器架構(gòu)，而無需改變現(xiàn)有的光學(xué)成像系統(tǒng)，帶來顛覆性的變化，將應(yīng)用于天文觀測(cè)、生物成像、醫(yī)療診斷、移動(dòng)終端、工業(yè)檢測(cè)、安防監(jiān)控等領(lǐng)域。相關(guān)研究論文發(fā)表在最新一期《自然》上。
(資料來源：科技日?qǐng)?bào))
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
超快速顯微成像系統(tǒng)中標(biāo)結(jié)果公告
項(xiàng)目名稱：超快速顯微成像系統(tǒng)，項(xiàng)目編號(hào)：2947-254hs2025g03，招標(biāo)范圍：超快速顯微成像系統(tǒng)，招標(biāo)機(jī)構(gòu)：浙江豪圣建設(shè)項(xiàng)...2025-06-19 13:29:33 -
微納多功能光譜成像測(cè)量系統(tǒng)中標(biāo)結(jié)果公告
項(xiàng)目名稱：中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所微納多功能光譜成像測(cè)量系統(tǒng)，項(xiàng)目編號(hào)：0834-2541SH25A219，招標(biāo)范圍：...2025-06-16 14:21:53 -
高效能！低成本！新型合成孔徑雷達(dá)三維成像技術(shù)發(fā)布
中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院發(fā)布了原創(chuàng)性研究成果合成孔徑雷達(dá)（SAR）微波視覺三維成像理論方法。。該技術(shù)通過引入雷達(dá)回波與圖像中的...2025-04-14 14:27:06 -
1.1億！北京中醫(yī)藥大學(xué)采購科研設(shè)備
近日，北京中醫(yī)藥大學(xué)就“國醫(yī)國藥拔尖人才培養(yǎng)未來學(xué)習(xí)中心建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：ZBXM20250215215846/TC251906...2025-02-21 09:12:52 -
Molecular Devices重磅推出最新一代lmageXpress HCS.ai智能高內(nèi)涵成像分析系統(tǒng)
ImageXpress HCS.ai系統(tǒng)融合了先進(jìn)的光學(xué)技術(shù)、直觀的操作軟件和強(qiáng)大的人工智能數(shù)據(jù)分析能力，旨在為科學(xué)研究和藥物研發(fā)...2025-01-24 10:24:37 -
長光辰芯科創(chuàng)板IPO終止，原計(jì)劃募資15.57億元
近日，上交所發(fā)布消息，長春長光辰芯微電子股份有限公司（簡稱“長光辰芯”）與其保薦人國泰君安證券股份有限公司分別向上交所遞交了撤回首...2025-01-10 13:55:54
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
