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具有高动态范围的仿生偏振成像仪

发布:HPLSElaser阅读:1194时间:2018-10-15 22:13:19

摘要

偏振,与颜色和强度共同组成了光的三个基本属性,但是大多数脊椎动物物种包括人类,无法识别光的偏振态。相比之下,许多无脊椎动物包括昆虫、蜘蛛、头足类动物和口足类动物,已经进化到用高动态范围的光敏细胞检测光的偏振信息,并在日常行为中利用这些视觉信息。本文提出了一种高动态范围的偏振成像传感器,其灵感即来自螳螂虾的视觉系统。本文介绍的仿生成像仪在使用384×288像素光电二极管的情况下实现了140 dB的动态范围和61 dB的最大信噪比。与最先进的有源像素传感器相反,其中单个像素中的光电二极管以反向偏置模式工作并且能够产生高达60dB的动态范围,本文介绍的成像仪的像素通过在正向偏置模式下控制各个光电二极管而具有对数响应。这种新型的像素电路与像素化偏振滤光器单片集成,像素化偏振滤光器由高250nm宽75纳米的铝纳米线组成,可实现每秒30帧的快速偏振成像。该传感器可用于实现许多汽车和遥感应用,其中利用偏振信息增强的高动态范围成像可在较差的雨雾天气条件下提供关键信息。

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