AS5047P Datasheet

To do this, they replaced a traditional dot projector with a low-power laser and a flat gallium arsenide surface, reducing the imaging device’s size and power consumption. They etched the top of this thin metallic surface with a nanopillar pattern, which creates a metasurface that scatters light as it passes through the material.

Kollimation ist ein Prozess, mit dem die Komponenten eines optischen Systems wie Linsen, Spiegel oder Faseroptiken ausgerichtet und angepasst werden, um einen Lichtstrahl mit parallelen Strahlen zu erzeugen. Ein kollimierter Strahl ist ein Strahl, bei dem alle Lichtstrahlen den gleichen Ausbreitungswinkel haben und sich daher geradlinig ausbreiten. In diesem Artikel werden die Definition, Funktionsweise, Verwendung und Vorteile kollimierter Strahlen untersucht.

Typical facial recognition systems—like the ones in our smartphones—rely on a dot projector that contains multiple components: a laser, lenses, a light guide and a diffractive optical element (DOE). The DOE is a special kind of lens that breaks the laser beam into an array of about 32,000 infrared dots. So, when a person looks at a locked screen, the facial recognition system projects an array of dots onto most of their face, and the device’s camera reads the pattern created to confirm the identity.

In prototype tests, the low-powered laser scattered light into 45,700 infrared dots that were projected onto an object or face positioned in front of the light source. The device accurately identified a 3D replica of Michelangelo’s David by comparing the infrared dot patterns to online photos of the famous statue. Notably, it accomplished this using five to 10 times less power and on a platform with a surface area about 230 times smaller than a common dot-projector system.

Der Hauptvorteil eines kollimierten Strahls ist seine Fähigkeit, seine Form über große Entfernungen beizubehalten. Dies macht es ideal für Anwendungen, bei denen Licht eine große Distanz zurücklegen muss, ohne sich auszubreiten oder zu verzerren. Darüber hinaus sind kollimierte Strahlen effizienter als divergente Strahlen, da mehr Licht genutzt wird und weniger durch Brechung oder Streuung verloren geht.

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However, dot projector systems are relatively large for small devices. Thus, scientists at National Yang Ming Chiao Tung University focused on developing a more compact system—one that would be nearly flat.

According to their study published in ACS’ Nano Letters, in proof-of-concept demonstrations, the new system recognized the face of Michelangelo’s David just as well as an existing smartphone system.

Facial recognition systems are quickly becoming ubiquitous in today’s society. With that in mind, scientists from Taiwan are seeking to improve and replace the current system with a “sleeker” 3D surface imaging system that features flatter, simplified optics.

Kollimierte Strahlen werden in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der medizinischen Bildgebung, in der Faseroptik, beim Laserschneiden und in der optischen Kommunikation. Sie werden auch zur Entfernungsmessung sowie zur Analyse der Oberfläche von Objekten und Materialien eingesetzt.

Ams OSRAM

Um einen kollimierten Strahl zu erzeugen, muss die Lichtquelle im Brennpunkt einer Linse oder eines Spiegels platziert werden, der das Licht in eine parallele Richtung bricht oder reflektiert. Die Lichtstrahlen breiten sich dann geradlinig aus, bis sie das vorgesehene Ziel erreichen. Die Kollimation kann auch mithilfe mehrerer optischer Elemente erfolgen, beispielsweise einer Reihe von Linsen oder Spiegeln, um den Strahl weiter zu verfeinern.

A new lens-free and compact system for facial recognition scans a bust of Michelangelo’s David and reconstructs the image using less power than existing 3D surface imaging systems. Credit: Adapted from Nano Letters, 2024, DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c05002

The researchers say their prototype demonstrates the usefulness of metasurfaces for effective small-scale low-power imaging solutions for facial recognition, robotics and extended reality.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein kollimierter Strahl ein gleichmäßiger, paralleler Lichtstrahl ist, der mithilfe optischer Elemente wie Linsen oder Spiegel ausgerichtet wurde. Aufgrund seiner Fähigkeit, seine Form über große Entfernungen beizubehalten, wird es in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der medizinischen Bildgebung, in der Faseroptik, beim Laserschneiden und in der optischen Kommunikation. Darüber hinaus sind kollimierte Strahlen effizienter als divergente Strahlen, da mehr Licht genutzt wird und weniger durch Brechung oder Streuung verloren geht.

Ein kollimierter Strahl ist ein gleichmäßiger, paralleler Lichtstrahl, der durch den Einsatz optischer Elemente wie Linsen oder Spiegel ausgerichtet wurde. Es entsteht, wenn einzelne Lichtstrahlen so ausgerichtet werden, dass sie den gleichen Weg nehmen. Wenn die Lichtstrahlen nicht ausgerichtet sind, breiten sie sich aus und erzeugen einen divergenten Lichtstrahl. Kollimation ist ein Prozess, der verwendet wird, um dies zu korrigieren und einen kollimierten Strahl zu erzeugen.