Исследователи из Китая придумали способ создавать чёткие изображения в среднем инфракрасном диапазоне без использования линз, вдохновившись концепцией pinhole imaging — оптической камеры-обскуры, описанной ещё в IV веке до нашей эры.

О своем изобретении они рассказали в журнале Optica.

Суть метода в том, что внутри нелинейного кристалла формируется «оптическое отверстие» (optical pinhole) с помощью лазерного света. Инфракрасный свет проходит через этот оптический аналог отверстия, затем кристалл преобразует его в видимое излучение, которое может фиксироваться обычной CMOS или CCD-матрицей на основе кремния.

Главные преимущества: большая глубина резкости — более 35 см, и широкое поле зрения — больше 6 см. При этом система показывает хорошие результаты даже при очень слабом освещении.  Учёные проверяли объекты на расстоянии 11, 15 и 19 см; всё оставалось в фокусе при длине волны около 3,07 микрометра.

Кроме того, команда смогла получить трёхмерную информацию: при помощи метода времени пролёта (time-of-flight) они восстановили 3D-изображение керамической фигуры с микронной точностью. Даже когда количество фотонов было очень небольшим, они использовали корреляционную денойзацию, чтобы улучшить качество.

На данный момент технология находится на стадии демонстрационного прототипа — установки пока громоздкие, используется мощный лазер и сложные нелинейные материалы.  Но исследователи планируют сделать её более компактной, повысить эффективность преобразования, добавить возможность динамически изменять «отверстие» и расширить диапазон длин волн инфракрасного излучения, на которые она реагирует.