英国研究人员打造新一代单光纤成像设备，可产生远程3D视频图像
英国格拉斯哥大学(苏格兰)领导的一个国际团队开发了一种新的成像技术，可以通过单一的多模光纤（宽度相当于一根头发丝）创建视频图像。它还采用了飞行时间3D成像技术，这一技术的应用包括环境监测和运动跟踪。
格拉斯哥大学皇家学会研究教授、英国量子增强成像中心QuantIC首席研究员Miles Padgett表示：“我们的目标是创造新一代的单光纤成像设备，能够产生远程场景的3D图像。”
在成像时，光模式之间的通信交换，通常会干扰任何通过一根光纤照射的光线，导致图像无法识别。
由格拉斯哥领导的团队已经能够解决这个问题，这要归功于先进的光束整形技术。该团队包括了来自埃克塞特大学、弗劳恩霍夫应用光子学中心(格拉斯哥)、莱布尼茨光子技术研究所(德国)和布尔诺技术大学(捷克共和国)的物理学家
根据研究人员的说法，这使得他们能够“将输入的激光固定在光纤上，从而在输出端形成一个单点。”当系统测量背向散射光进入另一根光纤的强度时，光点可以依次扫描场景；这为图像中的每个像素提供亮度。
“在内窥镜和腔镜等应用中，传统上的成像是通过使用一束光纤来实现的——图像中的每一个像素都有一束光纤，导致设备只有一根手指那么粗。”Padgett表示。在他们的研究中，他和其他研究人员演示了“利用总孔径为几百微米的多模光纤实现近视频速率的3D成像”这一成果。
研究人员在他们的工作中使用了脉冲激光，这让他们能够测量光的飞行时间以及图像中每个像素的范围。
他们还通过与脉冲源同步的波前整形实现像差校正，以每秒23,000点的速度扫描场景。他们在研究中指出，他们能够以~5 Hz的帧率拍摄到“芯径为50μm、长度为40厘米的光纤末端几米以外的移动物体”。在他们的原型系统中，每一帧包含“大约4000个独立分辨率的特征，深度分辨率约为5毫米”。
具体来说，该团队在距离光纤末端几十毫米到几米的距离上记录3D图像，其距离分辨率和帧率高到足以感知接近视频质量的运动。
研究人员下一步的目标是减少校准时间，并管理“弯曲光纤的动态特性”（the dynamic nature of bending fibers）。
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