来自自然杂志
在危险或难以接近的场所（例如，内部有运动部件的机械或高度污染区域），透视墙后隐藏物体的能力可能非常宝贵。现在，位于剑桥的麻省理工学院的科学家们找到了一种实现这一目标的方法。
他们向隐藏场景远处的墙壁发射激光脉冲，并记录散射光到达相机的时间。光子从墙壁弹射到隐藏物体，然后再返回墙壁，每次都会发生散射，之后一小部分最终到达相机，每个光子到达的时间略有不同。正是这种时间分辨率提供了揭示隐藏几何形状的关键。50飞秒（即50千万亿分之一秒）激光脉冲的位置也改变了 60 次，以获得关于隐藏场景的多个视角。
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“我们都熟悉声音回声，但我们也可以利用光的回声，”麻省理工学院媒体实验室相机文化研究小组负责人 Ramesh Raskar 说，该小组进行了这项研究。
普通相机只能看到正前方的物体。从直接视线之外到达传感器的光线太分散，无法传达关于隐藏场景的有用信息，因为它已被多次反射散射。今天在《自然通讯》1中描述的新装置通过捕获超快飞行时间信息——即每个光子到达相机所花费的时间——来克服这个问题。然后，团队成员 Andreas Velten 设计的重建算法对这些信息进行解码。
利用散射
大多数超快成像技术旨在减轻散射光的影响，而是专注于首先到达传感器的光子。Raskar 说，这里的不同之处在于，“我们实际上利用了散射光”。
这款相机确实名副其实地获得了超快标签。它可以每 2 皮秒记录图像，这仅仅是光传播 0.6 毫米所需的时间。因此，它可以亚毫米级的精度记录每个光子传播的距离。
其中一个主要的 technical 挑战是将来自光子的信息区分开来，这些光子传播了相同的距离，并在击中隐藏场景的不同部分后，在同一位置到达相机。
计算机通过比较从不同激光位置生成的图像来克服这种复杂性，从而可以估计物体的可能位置。虽然从一个激光位置击中隐藏场景不同部分的光子可能相同，但对于另一个激光点，它们将具有不同的总距离。“整体数学技术，”Raskar 解释说，“类似于 X 射线 CAT 扫描中使用的计算断层扫描技术。”
目前，整个过程需要几分钟，但研究人员希望将来可以将其缩短到 10 秒以内。