Шотландские физики научились фотографировать в полной темноте

Обычно, для создания единственного пикселя изображения требуются десятки тысяч фотонов. Даже для получения изображения в инфракрасном свете

08.09.2014 в 19:29, просмотров: 2134

 Тем не менее, американские физики, используя методы статистики и свойства спутанности фотонов, ухитрились облегчить задачу фотографирования в абсолютной темноте потомкам Джеймса Бонда.

Шотландские физики научились фотографировать в полной темноте
Все кадры: medium.com/arxiv.org.

 Суть метода заключается в том, что любой квант света, какой бы интенсивностью он бы не был, за счёт свойства спутанности может порождать квант света большей интенсивности, а далее полученное изображение усредняется по определённым алгоритмам, применяемым при восстановлении старых фотографий, сообщает medium.com.

Таким образом, первый зарегистрированный матрицей фотон данного пикселя по сути дела является только триггером, предваряющим регистрацию второго фотона этого же пикселя изображения и т.д. То есть, если последующий фотон не приходит за определённое время (временные ворота), он игнорируется регистрирующей матрицей, и становится очередным триггерным фотоном. Последовательно накапливая фотоны для данного пикселя, сканирующая матрица получает грубое изображение фиксируемого объекта с более высокой интенсивностью.

На втором этапе происходит статистическое усреднение полученных результатов методом сжатого зондирования. В первом приближении этот метод сводится к тому, что с высокой степенью вероятности, при фиксировании какой-то линии, пусть и прерывистой, она может быть экстраполирована прямой со средней интенсивностью, характерной для других точек данной линии.

В результате получается вполне приемлемое изображение — на приведенных ниже иллюстрациях показаны зависимости качества полученного изображения от количества зарегистрированных фотонов на пиксель, и зависимость качества от общего числа фотонов, приходящихся на матрицу.

В конечном итоге, для получения изображения удовлетворительного качества с помощью вышеупомянутых технологий требуется всего 0,2 фотона на пиксель.



Партнеры