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X 射線視覺相機快速檢索3D圖像

2021-07-23 11:14          X射線

樹脂結構在碳氫振動鍵吸收共振附近的三維成像。來源:Dmitry Fishman, Eric Potma, David Knez / UCI

雖然不完全是x光透視,但也接近了。在發表在《光學》雜志上的一項研究中,加州大學歐文分校的研究人員描述了一種新型的相機技術,當瞄準一個物體時,它可以快速檢索3D圖像,顯示其化學成分,精確到微米級。這項新技術有望幫助企業無需撬開電腦芯片等內部部件就能進行檢查。研究人員表示,這項進步可以將此類產品的生產時間縮短100多倍。

德米特里 · 菲什曼(Dmitry fishman)是加州大學圣地亞哥分校化學系激光光譜實驗室主任,他和化學教授埃里克 · 波特馬(Eric Potma)共同領導了這項工作。他說: “這篇論文是關于一種快速、甚至以視頻速度進行3D 可視化的方法。”。這種新穎的成像技術是基于所謂的硅中的非線性光學效應。硅是一種用于可見光照相機和探測器的半導體材料。

通過這種非線性光學效應,傳統的硅探測器可以探測到來自電磁波譜的中紅外光。菲什曼解釋說,這是因為中紅外光譜區攜帶著關于材料化學成分的重要信息。“大多數分子振動和信號都在中紅外線范圍內,”他說。

他解釋說,其他技術檢索圖像的速度較慢,因為激光需要掃描整個物體ーー這個過程需要更長的時間。菲什曼說: “利用短激光脈沖的非線性光學‘詭計’,我們可以一次性在相機上捕捉到深度分辨率的圖像,從而提供了一種替代其他人正在做的事情的方法ーー這種方法不僅速度更快,而且還能產生具有化學對比度的3D 圖像。”。

成像技術不僅僅適用于計算機芯片。波特瑪解釋說,該系統還可以對用于制造航天飛機隔熱板之類東西的陶瓷進行成像,并揭示可能存在的結構缺陷的線索。

這項研究緊隨 Potma 和 Fishman 以及一組研究人員去年在《自然之光: 科學與應用》雜志上發表的研究報告,報告描述了利用現成的硅基相機創造高效中紅外探測技術的第一步。當時,這項技術剛剛成形,但是現在,菲什曼解釋說,它已經接近成為主流。“這一次,我們提高了效率和質量,”他表示。



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