光敏探測器能夠形成圖像而無需鏡頭。
建造一面能夠在背后監(jiān)視你的墻壁;或是編織一套能夠展現(xiàn)士兵所處戰(zhàn)場369度全景的作戰(zhàn)服。這兩種情節(jié)的實現(xiàn)可能都要感謝由美國劍橋市麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員研制的新一代柔韌、透明光纖。這種所謂的多材料光纖能夠在無須照相機鏡頭的前提下,將射入的光波轉(zhuǎn)化為圖像。并且與光纖電纜不同的是,它們能夠傳遞在整個長度范圍內(nèi)被捕捉到的圖像。
當(dāng)前的照相機依靠鏡頭來捕捉可供識別的圖像。無論膠卷還是電子耦合組件——一般是指數(shù)字照相機,一部鏡頭中彎曲的玻璃或塑料將物體反射的光波匯聚到一個表面上,從而形成所要展示的圖像。這一原理已經(jīng)很好地工作了幾十年的光景,然而它卻總有一個阿喀琉斯之踝:如果鏡頭受損,你將損失或減少拍攝的能力。
而由MIT的研究小組研制的多材料光纖則能夠解決這個問題,同時還為使用者提供了額外的便利。這種光纖包含有一組同一個半導(dǎo)體連接的金屬電極,同時這種金屬電極用聚合體的絕緣套包裹著。光纖中的半導(dǎo)體層能夠發(fā)現(xiàn)光信號,并通過電極將這些信號傳遞到一部微處理器,后者能夠整合來自一組光纖的信號,從而確定光波的強度、方向和顏色??梢暬能浖S后采集到這些數(shù)據(jù),并生成一個源像,進而最終在一個監(jiān)視器上展現(xiàn)這個圖像。而整個過程的完成不需要一個鏡頭。
在這項試驗中,MIT的研究人員通過將一個纖維幅放到一張肖像的前面,他們能夠在一個電視屏幕上形成一張笑臉的圖像。研究人員同時證明,多材料光纖如何能夠被編入一種光學(xué)織物——即一種可變形的照相機,從而作為一種秘密壁紙使用,或是被合并入士兵的制服,以便能夠全方位掃描戰(zhàn)場,并將圖像傳輸給士兵頭盔中的錄像監(jiān)視器。研究人員在上周的《納米快報》網(wǎng)絡(luò)版上報告了這一研究成果。
參與此項研究的材料科學(xué)家Yoel Fink表示,通過使纖維的整個表面區(qū)域采集圖像,這項技術(shù)排除了鏡頭的缺點。因此即使一部分被損壞或退化,剩余的光纖依然能夠工作。
美國奧斯汀市得克薩斯大學(xué)的材料科學(xué)家Rod Ruoff指出,這是一個很有趣的概念,“將啟發(fā)其他科學(xué)家尋找使納米尺度成分一體化的途徑”。Ruoff說:“例如,我自己便好奇這樣的元件是否能夠令人信服地被植入玻璃纖維,或者是聚合纖維?!?/P>