📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

يعمل جهاز قياس المسافات الليزري التقليدي مثل ساعة توقيت في سباق 100 متر: فهو يسجّل الزمن الذي يستغرقه الضوء للذهاب إلى الهدف والعودة. لكن لهذه الساعة حدّ — فهي تدق بخطوات تبلغ عشرات البيكو ثانية (أجزاء من تريليون الثانية). خلال هذه الخطوة، يقطع الضوء حوالي سنتيمتر واحد، لذلك لا يمكن رؤية تفاصيل أصغر من ذلك.

الطريقة الجديدة لا تستخدم نبضات مفردة، بل مشطين من آلاف الومضات فائقة القصر، تنطلق بترددات مختلفة قليلًا. تداخل هذه الومضات يعمل مثل ترس مسنن: الفرق الصغير في السرعة يتحول إلى إزاحة كبيرة وسهلة القياس. هكذا تتحول ساعة الإيقاف الخشنة إلى مجهر للزمن.

الاختبار على قطعة ألمنيوم من مسافة 40 سنتيمترًا أظهر أن الخطأ لا يتجاوز 38 ميكرومترًا، وبعد نصف ثانية من تراكم الإشارة، كان متوسط التشتت ميكرومترًا واحدًا فقط. تطابقت النتيجة مع قراءات آلة القياس الإحداثية، التي تلمس السطح ميكانيكيًا.

هذه العين الليزرية ستكون مفيدة حيث لا يمكن لمس الجسم: فحص الأجزاء على خط التجميع، وفحص القطع الأثرية الهشة في المتاحف، وتصوير الأجسام الساخنة أو المشعة. يصل الضوء، ويقيس، ويعود دون أن يترك أي أثر.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.12729

Conventional LiDAR uses time-of-flight data from laser pulses scanned across a scene to provide accurate multi-meter-scale three-dimensional models at cm precision, limited by the tens-of-picoseconds precision of time-tagging electronics. Here, by using two-photon dual-comb ranging, we introduce an analog of LiDAR imaging using the time-of-flight of sub-picosecond laser pulses to render cm-scale point-cloud datasets with $$\mu$$m precision. Using only free-running femtosecond lasers, the technique combines absolute accuracy with near-interferometric precision, is applicable to discontinuous surfaces with poor optical quality, and provides a stand-off range exceeding that of other optical metrologies. We demonstrate imaging of an aluminum test object and assess its accuracy by comparing our results with those from a touch-probe coordinate measurement machine. At a stand-off distance of 40 cm, we obtain ranging accuracies of 9 $$\mu$$m - 38 $$\mu$$m, and precisions averaging to 1.0 $$\mu$$m after 500 ms.