具有皮秒时间分辨率的非视距成像

       非视距成像可以可视化摄像机直接视野(FOV)之外的隐藏物体。它在机器人、制造、医学成像以及极端条件下的勘探和救援等方面有着广泛的应用。近年来，非视距(NLOS)成像吸引了人们越来越多的兴趣。与传统的视线成像相反，NLOS成像分析从多个表面反射的少量光子，而不是直接到达光电探测器。因此，这一过程在理论和实验上都涉及到一些挑战，例如图像重建算法、高效单光子探测和飞行时间测量的高系统时间分辨率。大多数光学NLOS成像方法依赖于瞬态技术，该技术使用多次散射光子的飞行时间编码信息，并使用高分辨率时间分辨单光子探测器(SPDs)来探测光子。这项技术已经从实验室验证发展到远程演示。此外，可以使用没有飞行时间信息的普通照相机来计算NLOS图像，但是重建图像通常不包括深度信息。瞬态NLOS成像的分辨率被限制在厘米级，主要是由探测器的时间分辨率决定的，然而，这些SPD中的大多数都受到几十皮秒或更高的低时间分辨率的困扰。这已经成为高分辨率NLOS成像的瓶颈。

       近日，来自中国科学技术大学国家微尺度物理实验室、现代物理系的Bin Wang等人构建了一个上转换单光子探测器，具有1.4 ps的高时间分辨率和每秒5个计数(cps)的低噪声计数率。值得注意的是，该探测器在室温、近红外波长下工作。使用该探测器，他们展示了高分辨率和低噪声的NLOS成像。他们的系统可以提供180 um的轴向分辨率和2 mm的横向分辨率，比以前的实验好一个数量级以上。这些结果为相关应用中的高分辨率NLOS成像技术开辟了道路。相关研究工作发表在《Physical Review Letters》上。（詹若男）

       文章链接：Bin Wang et al. Non-Line-of-Sight Imaging with Picosecond Temporal Resolution. Physical Review Letters 127, 053602 (2021)DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.053602