Camera bắt được chuyển động của hạt ánh sáng

Các nhà nghiên cứu chế tạo camera cảm biến có thể bắt được chuyển động của các hạt ánh sáng ở tốc độ và độ phân giải chưa từng có.

Camera được phát triển bởi Phòng thí nghiệm Kiến trúc Lượng tử Tiên tiến (AQUALab) tại Viện Công nghệ Liên bang Lausanne (EPFL) của Thụy Sĩ, dựa trên công nghệ cảm biến hình ảnh thế hệ mới sử dụng điốt quang điện tử đơn (SPAD). Đây là thiết bị đầu tiên có khả năng chụp ảnh các hạt photon riêng lẻ ở độ phân giải megapixel.

Camera bắt được chuyển động của hạt ánh sáng
Công nghệ cảm biến mới cho phép chụp ảnh các phân tử nhỏ nhất của ánh sáng. (Ảnh: OSA).

Công nghệ hứa hẹn thúc đẩy các ứng dụng yêu cầu thu nhận nhanh hình ảnh 3D như kính thực tế ảo hay hệ thống LiDAR cho xe tự hành - phương pháp đo khoảng cách đến một đối tượng bằng cách chiếu chùm tia lazer vào mục tiêu và đo các xung phản xạ ánh sáng bằng cảm biến.

Loading...

"Nhờ độ phân giải cao và khả năng đo độ sâu, camera mới có thể khiến công nghệ thực tế ảo trở nên thực tế hơn và cho phép chúng ta tương tác với thông tin một cách liền mạch hơn", trưởng nhóm nghiên cứu Edoardo Charbon, người đứng đầu AQUALab cho biết. "Đối với các ứng dụng vận chuyển, camera có thể giúp phương tiện đạt được khả năng tự hành và tính ổn định chưa từng có, bằng cách sử dụng cùng lúc nhiều hệ thống LiDAR năng lượng thấp trên xe, cung cấp chế độ xem nhanh hình ảnh 3D về môi trường xung quanh ở độ phân giải cao".

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một trong những pixel (điểm ảnh) SPAD nhỏ nhất và giảm mức tiêu thụ năng lượng của mỗi pixel xuống chỉ còn dưới 1 microwatt, trong khi vẫn duy trì tốc độ và sự chính xác về thời gian. 

Camera mới có thể chụp ảnh với tốc độ lên tới 24.000 khung hình trên giây, gấp 800 lần tốc độ tiêu chuẩn của camera truyền hình. Tốc độ này cho phép đo chính xác thời gian một photon chạm vào cảm biến, giúp tính toán các hạt ánh sáng riêng lẻ mất bao lâu để di chuyển từ nguồn phát laser tới máy ảnh. Sự kết hợp giữa thông tin thời gian bay với khả năng chụp một triệu điểm ảnh cho phép camera tái tạo hình ảnh 3D với tốc độ cực cao.

Trong giai đoạn tiếp theo, Charbon cùng các cộng sự muốn cải thiện hơn nữa hiệu suất và độ phân giải của máy ảnh, đồng thời tìm cách thu nhỏ tối đa các bộ phận của thiết bị để làm nó thực tế hơn cho nhiều ứng dụng. Chi tiết nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Optica của Hiệp hội quang học Mỹ (OSA).

Loading...
TIN CŨ HƠN
Robot có thể tự nạp lại pin bằng cách “ăn kim loại”

Robot có thể tự nạp lại pin bằng cách “ăn kim loại”

Các nhà nghiên cứu đến từ Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng thuộc Đại học Pennsylvania vừa công bố một ý tưởng táo bạo: Robot có thể tự nạp lại năng lượng bằng cách tiếp xúc với kim loại theo từng cấp độ.

Đăng ngày: 20/04/2020
Trung Quốc tạo ra kính thông minh phát hiện người mắc Covid-19

Trung Quốc tạo ra kính thông minh phát hiện người mắc Covid-19

Công ty khởi nghiệp AI Trung Quốc Rokid cho biết họ đang chuẩn bị một lô lớn kính thông minh phát hiện người mắc Covid-19 và sẽ sớm chuyển sản phẩm cho Mỹ.

Đăng ngày: 20/04/2020
Các nhà khoa học kéo giãn được

Các nhà khoa học kéo giãn được "graphene trắng" để điều chỉnh mức năng lượng ánh sáng

Chúng tôi nghĩ rằng nghiên cứu của chúng tôi có thể dẫn đến các thí nghiệm vật lý cơ bản dùng để tạo nền tảng cho sự phát triển của hệ thống Internet lượng tử trong tương lai.

Đăng ngày: 18/04/2020
Pin mặt trời mới đạt hiệu suất gấp đôi

Pin mặt trời mới đạt hiệu suất gấp đôi

Viện nghiên cứu Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) của Đức phát triển tế bào quang điện màng mỏng Tadem cho tỷ lệ chuyển đổi năng lượng lên tới 24,16%.

Đăng ngày: 16/04/2020
Găng tay giúp điều khiển… giấc mơ

Găng tay giúp điều khiển… giấc mơ

Các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Dream Lab tại Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT) hiện đang phát triển một thiết bị có khả năng theo dõi và tương tác với những giấc mơ của con người.

Đăng ngày: 15/04/2020
Phát triển thành công cấu trúc nano cứng hơn kim cương

Phát triển thành công cấu trúc nano cứng hơn kim cương

Các chuyên gia Mỹ phát triển vật liệu carbon dựa trên cấu trúc nano dạng tấm vững chắc hơn cả kim cương về tỷ lệ cường độ trên mật độ.

Đăng ngày: 15/04/2020
Trung Quốc sáng chế khẩu trang graphene sử dụng trong 48 giờ

Trung Quốc sáng chế khẩu trang graphene sử dụng trong 48 giờ

Tập đoàn sản xuất linh kiện máy bay Aero Engine của Trung Quốc ngày 7/4 thông báo đã phát triển thành công một loại khẩu trang mới có màng lọc chính được làm từ graphene.

Đăng ngày: 14/04/2020
Tiêu điểm
Khoa Học News