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라이스 대학(Rice University)과 노스웨스턴 대학(Northwestern university)의 연구진은 원거리에서 마이크론 해상도의 이미지를 캡처할 수 있는 독창적인 카메라를 만들었다. 이 카메라는 홀로그래피, 현미경, ldquo;매트릭스 rdquo;의 불릿 타임(bullet time) 기술을 이용했다. 이 기술은 수십 개의 카메라에서 얻은 데이터를 해석해서 고해상도의 이미지로 재구성한다. 이 시스템을 SAVI(Synthetic Apertures for long-range, subdiffraction-limited Visible Imaging)라고 부르고, 원거리의 물체 사진을 찍을 때 긴 렌즈를 필요하지 않게 한다. 프로트타입 장치는 레이저와 같은 조명 하에서만 작동되지만, 조만간 가시광선을 사용하는 SAVI 카메라 어레이를 개발할 수 있을 것이다. 이번 연구진은 다중 얼룩무늬 이미지 간의 간섭 패턴을 비교함으로써 이 장치를 테스트했다. 작은 반점은 간섭 빔으로 활용되고, 이것은 홀로그램을 생성하는데 사용되는 두 개의 빔 중의 하나로 사용된다. 레이저가 거친 표면을 비출 때, 입자와 같은 얼룩이 관찰된다. 종이의 질감 또는 지문도 이런 효과를 발생시킬 수 있다. 이번 연구진은 이미지 해상도가 빛의 파장과 상관없이 회절 한계에 따라서 달라지고 이런 크기가 선형적으로 변한다는 것을 관찰했다. 기존의 카메라의 경우에, 조리개의 물리적 크기가 클수록 해상도가 더 좋아졌다. 반구형의 조리개를 사용하면 초점을 맞추기 위해서 30 개의 유리 표면이 필요하고, 이로 인해서 렌즈 크기와 부피가 매우 커졌다. 이 연구의 혁신적인 점은 투과 현미경과 같이 물체 뒤에 광원이 있는 것이 아니라 카메라와 같이 동일한 면에 광원을 넣을 수 있다는 것이다. 이 연구는 10만 달러가 넘는 기존의 망원 렌즈를 대체할 수 있는 저렴한 센서와 플라스틱 렌즈 어레이를 개발하는데 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이다. 또한 이 기술은 현미경에도 적용되어서 저렴한 비용으로 고해상도의 이미지를 관찰할 수 있게 할 것이다. 이 연구결과는 저널 Science Advances에 ldquo;subdiffraction-limited visible imaging using Fourier ptychography rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1126/sciadv.1602564). |
