一种新型3D成像平台使用如头发般细小的光纤

研究人员利用大约人类头发宽度的纤维创建了一个3D成像系统，该系统具有许多潜在应用，据他们说，从小型或危险的远程检查机器到小型化和微创内窥镜工具。他们的报告为使用多模光纤 (MMF) 而非使用传统光学体器件的3D成像系统提供了概念验证的原型。MMF在传输光方面非常有效，并被设计于携带数千条光线或模式，每条光线或模式都可以在非常小的区域内充当独立的信息通道。由于这些特性，人们对于在新的和高清晰度的3D成像系统中使用MMF产生了极大的兴趣，因为以前的技术通常需要一组直径至少为几厘米的光学器件。一种重建3D场景的方法（此过程被称为3D成像飞行时间）是通过使用激光。光脉冲被发出后，到空间中某个点的距离或深度可以通过脉冲被反射所需的时间来确定。许多固定点可以被用于重新创建3D场景。然而，使用MMF创建此类系统一直具有挑战性，因为光信号会受到扰频，从而使生成的图像扭曲。在他们的新研究中Daan Stellinga等人克服了这些限制。在描绘了MMF的传输矩阵后，作者开发了一种3D成像系统，并能够以每秒近23,000个点的速度扫描场景，深度可达至超出约40厘米长光纤的末端几米。该系统还能够以近5赫兹的帧率录制近乎实时的3D视频。