Wetenschap
Er wordt verwacht dat beeldvorming met één pixel, mogelijk gemaakt door fiberlaserarrays, detectie op afstand mogelijk maakt
Single-pixel imaging (SPI) is een nieuwe computationele beeldvormingstechniek die de afgelopen jaren uitgebreid is bestudeerd. Deze techniek gebruikt slechts één pixeldetector zonder ruimtelijke resolutie om de ruimtelijke informatie van het doel te verkrijgen.
Het heeft unieke voordelen die het gebrek aan traditionele beeldtechnologie op basis van array-detectoren compenseren, zoals teledetectie en beeldvorming met niet-zichtbaar licht, waarbij de array-detectoren relatief onvolwassen of duurder zijn.
De beeldsnelheid van SPI wordt altijd beperkt door de verversingssnelheid van de ruimtelijke lichtmodulator. Het typische digitale microspiegelapparaat (DMD) heeft bijvoorbeeld een maximale verversingssnelheid van 22 kHz in binaire modus. Deze beperking maakt het moeilijk om realtime SPI te bereiken.
Onderzoekers onder leiding van prof. Kai Han van de National University of Defense Technology (NUDT), China, zijn geïnteresseerd in single-pixel imaging en fiberlaserarray. Ze stellen een efficiënt schema voor SPI voor, waarbij gebruik wordt gemaakt van een fasegestuurde fiberlaserarray en een ongetraind diep neuraal netwerk.
Hun onderzoek, "Efficiënte single-pixel imaging gebaseerd op een compacte fiberlaserarray en een ongetraind neuraal netwerk", werd gepubliceerd in Frontiers of Optoelectronics .
De fiberlasers zijn gerangschikt in een compacte zeshoekige structuur en coherent gecombineerd om verlichtende lichtvelden te genereren. Door het gebruik van snelle elektro-optische modulatoren in elke individuele fiberlasermodule, maakt de willekeurig gemoduleerde fiberlaserarray een snelle spikkelprojectie op het gewenste object mogelijk.
Bovendien wordt het ongetrainde diepe neurale netwerk opgenomen in het beeldreconstructieproces om de kwaliteit van de gereconstrueerde beelden te verbeteren.
Gezien het potentieel voor een hoog zendvermogen (~ kW) en snelle modulatie (~ MHz), voorspellen de onderzoekers dat het SPI-schema naar verwachting zal worden toegepast op teledetectie en doeldetectie.