براساس گزارش ساينس‌ديلي، هرزمان كه بخواهيد از يك جسم كپي دقيقي تهيه كنيد،ابتدا بايد با كمك دوربيني سه بعدي اسكني با وضوح بالا از آن به دست بياوريد كه در آن ارتفاع، پهنا و عمق جسم مشخص شود. ده‌ها سال است كه چنين مدلي از تصويربرداري سه‌بعدي امكان‌پذير شده‌است، اما اين سيستم‌هاي حساس تصويربرداري معمولا به اندازه‌اي بزرگ و پرهزينه هستند كه استفاده از آنها در سطح تجاري و عمومي امكان‌پذير نيست.
تراشه‌اي يكپارچه و بسيار دقيقي كه با نام تصويربردار منسجم نانوفوتونيك يا NCI شناخته مي‌شود، اميدواري‌ها را براي تغيير شرايط استفاده عمومي از سيستم‌هاي عكسبرداري سه‌بعدي افزايش داد‌ه‌است. علي حاجي‌ميري مهندس دانشگاه تكنولوژي كاليفرنيا با همكاري توماس ميرز استاد مهندسي الكترونيك اين تراشه را ابداع كرده‌اند.
در يك دوربين معمولي، هر پيكسل از تصوير نمايانگر شدت نوري است كه نقطه‌اي خاص از عكس آن را دريافت كرده‌است كه مي‌تواند از دوربين دور بوده يا به آن نزديك باشد، به بياني ديگر پيكسل‌ها هيچ اطلاعاتي را درباره فاصله نسبي جسم تا دوربين فراهم نمي‌كند. در مقابل، هر پيكسل از تصويري كه توسط تراشه ابداعي حاجي‌ميري ايجاد مي‌شود، اطلاعاتي را درباره فاصله و شدت نور فراهم مي‌كند. به گفته حاجي‌ميري هر پيكسل در اين تراشه يك تداخل‌سنج مستقل است، ابزاري كه از تداخل امواج نوري براي انجام محاسبات دقيق استفاده مي‌كند، و مي‌تواند فركانس و فاز سيگنال‌هاي نوري را علاوه بر شدت آنها محاسبه كنند.
تراشه جديد از تكنولوژي رديابي و محدوده‌سنجي به نام LIDAR بهره برده‌است، به اين شكل سوژه توسط پرتوهاي ليزري نوردهي مي‌شوند. نوري كه از جسم بازتابيده مي‌شود براساس طيف نوري ليزر مورد تجزيه و تحليل قرار مي‌گيرد و LIDAR مي‌تواند درباره ابعاد جسم و فاصله آن تا منبع ليزر براي ايجاد تصويري از محيطي كه جسم را احاطه كرده، اطلاعات دقيقي به دست بياورد. به گفته حاجي‌ميري با داشتن مجموعه‌اي از LIDARها در تصويربردار جديد مي‌توان به صورت همزمان از بخش‌هاي مختلف يك جسم تصويربرداري كرد، بدون اينكه نياز باشد جسم را به صورت فيزيكي حركت داد.
انسجام دو پرتو نوري باعث مي‌شود فركانس آنها يكسان شود و اوج و فرود‌هاي آنها با يكديگر هم‌راستا مي‌شود. در NCI، جسم با كمك اين امواج منسجم نوردهي مي‌شود و نوري كه از جسم بازتابانده مي‌شود توسط ردياب‌هاي تك‌تراشه‌اي دريافت مي‌شوند كه حكم پيكسل‌ها را دارند، زماني كه از هر يك از اين پيكسل‌ها نور رديابي مي شود، يك پيكسل در تصوير سه‌بعدي نمايش داده مي‌شود. در NCI فاز، فركانس و شدت نور بازتابيده شده از نقاط مختلف جسم رديابي شده و از آن براي تعيين فاصله هر نقطه از جسم تا دوربين و همچنين ابعاد دقيق جسم استفاده مي‌شود. در نهايت از اين اطلاعات براي ايجاد تصويري سه‌بعدي استفاده خواهد‌شد.
استفاده از نور منسجم علاوه بر افزايش دقت عكسبرداري سه‌بعدي، امكان گنجاندن اين سيستم در دستگاه‌هاي كوچك را نيز فراهم آورده‌است و به گفته حاجي‌ميري، مي‌توان چنين سيستمي را برروي تراشه‌هاي 300 ميكروني سيليكوني گنجاند.
نسخه اوليه اين سيستم قابليت عكسبرداري 16 پيكسلي را دارد،اما حاجي‌ميري اميدوار است به راحتي بتواند اين سيستم را تا چند‌هزار پيكسل ارتقا دهد. به گفته وي چنين سيستمي در زمينه‌هاي مختلف كاربرد خواهد داشت، از اسكن‌هاي سه‌بعدي بسيار دقيق گرفته تا ايجاد سيستم‌هاي ضدبرخورد در خودروهاي بدون راننده و نظارت بر وضعيت بيماران. به گفته حاجي‌ميري ابعاد كوچك و كيفيت بالاي اين سيستم باعث كاهش شديد هزينه‌هاي توليد آن شده و كاربرد‌هاي فراواني را در زمينه‌هاي مختلف، حتي در ساخت اسمارت‌فون‌ها ايجاد خواهد‌كرد.
نظر شما