從遠端拍攝到影像增強:軍事如何利用幽靈成像技術?

幽靈成像技術是一種創新的成像方法,它不僅擁有量子物理的背景,還在軍事應用中展現出顯著的潛力。這項技術依賴於兩個光檢測器的資訊結合:一個傳統的多像素檢測器和一個單像素檢測器。自1995年首次由團隊進行演示以來,幽靈成像迅速進化,成為許多軍事和科學應用的重要工具。

幽靈成像技術的基礎原理

幽靈成像的核心是一個相對簡單的原理。假設有兩個透明的盒子,其中一個是空的,另一個內部有物體。空盒子的後牆會安裝一個多像素攝影機,而充滿物體的盒子則有一個單像素的收據器。當激光光束通過這兩個盒子時,光束的行為及其對檢測器的影響就會產生不同。而最終重建圖像的過程,僅在光束同時照射到兩個檢測器的情況下進行記錄。

這一過程體現了幽靈成像技術的特點——即使光線未直接照射到目標物体上,仍能透過其他光的信息構建出清晰影像。

軍事研究中的進展

美國陸軍研究實驗室自2007年開始探索幽靈成像技術的遠端應用。在2013年,他們為一項名為「影像增強與改善的系統和方法」取得專利,這標誌著量子成像技術在軍事中的實際應用。隨著軍事需求的增長,這類技術將會在偵察以及提升作戰能力方面發揮重要作用。

美國陸軍在2009年率先得到的幽靈成像的遠程應用獎項,證明了這一技術的潛力。

技術的實際應用

Bessel 光束照明

在2012年,陸軍科學家們開發了一種稱為Bessel光束的衍射無限光束技術,用來克服低能見度的條件。這種方法能夠在障礙物存在的情況下重建清晰的圖像,從而提升了環境中的偵查能力。

極低光水平成像

透過自發參數下轉換(SPDC)過程生成的糾纏光子對,可以獲得強空間相關性。這使得在僅檢測到很少的光子時,仍能生成高質量的圖像,適用於多種軍事資料蒐集。

紅外光下的光子稀疏顯微技術

目前對紅外光下的光子稀疏顯微技術的應用也在逐漸拓展,尤其是在對脆弱目標的成像方面。這種技術結合了高效的攝影技術,能夠對生物樣本進行影像捕捉。

目前,幽靈成像技術被視為對遙感系統的重要替代方案,可能會改變軍事偵察的方式。

X射線和電子幽靈成像

研究者們正在探索利用幽靈成像技術在X射線和電子領域的應用,這不僅拓展了技術的範疇,也可能為未來的軍事和醫學成像提供新的思路。

總的來看,幽靈成像技術在軍事領域的潛力是巨大的。隨著科技的進步,未來我們或許能看到更廣泛的應用場景,從而革新軍事偵查和監視的方式,這無疑會引發對安全和隱私的新一輪討論?

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