微尺度凹面界面结构的扫描电镜照片。
用微尺度凹面界面结构制作的“STOP”路标。左图为可见光图像；右图为红外照片。
phys.org网站当地时间8月31日报道，一个美国布法罗大学领导的国际团队在《今日应用材料》杂志中发文解释了微尺度凹面（MCI）结构蕴含的科学原理。MCI结构能够反射光线，产生具有应用前景的光学现象。布法罗大学工程研究员Qiaoqiang Gan说：“在尝试应用一项技术之前，能够向他人解释清楚它的工作原理是至关重要的。我们的论文解释了光线与微尺度凹面的相互作用机制，未来或许有助于自动驾驶汽车识别交通标志。”
新研究的重点在于一种逆反射材料——研究人员将聚合物微球放置在透明胶带的粘性面上，制造出了具有MCI结构的薄膜。当白光照射在薄膜上时，会以某种方式反射，产生同心彩虹环；用单色激光（研究中使用的是红色、绿色或蓝色激光）照射薄膜，则会产生亮环和暗环图案。此外，红外激光的反射也产生了由同心环组成的独特信号。
研究人员Rada指出，可见光视觉摄像机和探测红外信号的激光雷达摄像机都能清晰地显示MCI薄膜上的图案。Gan说：“在现实环境中，自动驾驶系统在交通标志识别方面面临着诸多挑战。用MCI材料制作的智能交通标志，能够为未来基于激光雷达和可视模式共同识别的交通系统提供更丰富的信号。这有助于提高自动驾驶汽车的安全性。”Rada补充说：“我们演示了一种新的组合策略，以凸显激光雷达信号和可见光模式。MCI材料是激光雷达摄像机识别的理想材料，因为它将产生持续且强烈的信号。”
研究人员表示，在下一阶段的工作中，他们将使用不同波长的光和不同的微球材料来测试并优化MCI薄膜性能。
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编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《今日应用材料》
期刊编号：2352-9407
原文链接：https://phys.org/news/2021-08-rainbow-making-tech-autonomous-vehicles.html
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