X 射线视觉相机快速检索3D图像

树脂结构在碳氢振动键吸收共振附近的三维成像。来源:Dmitry Fishman, Eric Potma, David Knez / UCI

虽然不完全是x光透视，但也接近了。在发表在《光学》杂志上的一项研究中，加州大学欧文分校的研究人员描述了一种新型的相机技术，当瞄准一个物体时，它可以快速检索3D图像，显示其化学成分，精确到微米级。这项新技术有望帮助企业无需撬开电脑芯片等内部部件就能进行检查。研究人员表示，这项进步可以将此类产品的生产时间缩短100多倍。

德米特里 · 菲什曼(Dmitry fishman)是加州大学圣地亚哥分校化学系激光光谱实验室主任，他和化学教授埃里克 · 波特马(Eric Potma)共同领导了这项工作。他说: “这篇论文是关于一种快速、甚至以视频速度进行3D 可视化的方法。”。这种新颖的成像技术是基于所谓的硅中的非线性光学效应。硅是一种用于可见光照相机和探测器的半导体材料。

通过这种非线性光学效应，传统的硅探测器可以探测到来自电磁波谱的中红外光。菲什曼解释说，这是因为中红外光谱区携带着关于材料化学成分的重要信息。“大多数分子振动和信号都在中红外线范围内,”他说。

他解释说，其他技术检索图像的速度较慢，因为激光需要扫描整个物体ーー这个过程需要更长的时间。菲什曼说: “利用短激光脉冲的非线性光学‘诡计’，我们可以一次性在相机上捕捉到深度分辨率的图像，从而提供了一种替代其他人正在做的事情的方法ーー这种方法不仅速度更快，而且还能产生具有化学对比度的3D 图像。”。

成像技术不仅仅适用于计算机芯片。波特玛解释说，该系统还可以对用于制造航天飞机隔热板之类东西的陶瓷进行成像，并揭示可能存在的结构缺陷的线索。

这项研究紧随 Potma 和 Fishman 以及一组研究人员去年在《自然之光: 科学与应用》杂志上发表的研究报告，报告描述了利用现成的硅基相机创造高效中红外探测技术的第一步。当时，这项技术刚刚成形，但是现在，菲什曼解释说，它已经接近成为主流。“这一次，我们提高了效率和质量,”他表示。