22:08 2024-05-31 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Noul imager dobândește informații despre amplitudine și fază fără procesare digitală

_ Noul imager capătă amplitudine și informații de fază fără procesare digitală

Cercetătorii de la Universitatea din California, Los Angeles (UCLA) au atins o etapă semnificativă în tehnologia imagistică optică. A fost dezvoltat un nou aparat de imagine de câmp complex complet optic, capabil să capteze atât informații de amplitudine, cât și de fază ale câmpurilor optice, fără a fi nevoie de procesare digitală.

Această inovație promite să revoluționeze diverse domenii, inclusiv imagistica biomedicală, securitatea , senzoriale și știința materialelor. Lucrarea este publicată în revista Light: Science & Applications.

Tehnologiile tradiționale de imagistică optică se bazează pe senzori bazați pe intensitate care pot capta doar amplitudinea luminii, lăsând deoparte informațiile cruciale ale fazei. Informațiile de fază oferă informații despre proprietățile structurale, cum ar fi distribuțiile de absorbție și indicele de refracție, care sunt esențiale pentru analiza detaliată a probelor.

Metodele actuale de captare a informațiilor de fază implică sisteme interferometrice sau holografice complexe suplimentate de algoritmi iterativi de regăsire a fazei, rezultând într-o complexitate hardware crescută și cerere de calcul.

O echipă de la UCLA, condusă de profesorul Aydogan Ozcan, a dezvoltat un nou aparat de imagine complex de câmp care depășește aceste limitări. Acest dispozitiv inovator folosește o serie de suprafețe difractive optimizate pentru învățare profundă pentru a modula câmpurile complexe de intrare. Aceste suprafețe creează două canale de imagine independente care transformă amplitudinea și faza câmpurilor de intrare în distribuții de intensitate pe planul senzorului. Această abordare elimină necesitatea oricăror algoritmi de reconstrucție digitală, simplificând procesul de imagistică în mod semnificativ.

Noul imager de câmp complex constă din suprafețe difractive proiectate spațial aranjate pentru a efectua transformări de la amplitudine la amplitudine și de la fază la intensitate. . Aceste transformări permit dispozitivului să măsoare direct profilurile de amplitudine și fază ale câmpurilor complexe de intrare. Designul optic compact al aparatului de imagine se întinde pe aproximativ 100 de lungimi de undă axial, făcându-l foarte integrabil în sistemele optice existente.

Cercetătorii și-au validat designurile prin prototipuri imprimate 3D care operează în spectrul de teraherți. Rezultatele experimentale au arătat un grad ridicat de acuratețe, cu amplitudinea de ieșire și imaginile canalului de fază care se potrivesc îndeaproape cu simulările numerice. Această demonstrație de dovadă a conceptului evidențiază potențialul imaginii de câmp complex pentru aplicații din lumea reală.

Această descoperire în tehnologia de imagistică complexă de câmp deschide o gamă largă de aplicații. În domeniul biomedical, imagerul poate fi utilizat pentru imagistica în timp real, non-invazivă a țesuturilor și celulelor, oferind perspective critice în timpul procedurilor medicale. Designul său compact și eficient îl face potrivit pentru integrarea în dispozitive endoscopice și microscoape miniaturale, avansând posibil diagnosticarea la punctul de îngrijire și imagistica intraoperatorie.

În monitorizarea mediului, aparatul de imagine poate facilita dezvoltarea de laborator portabil. senzori on-a-chip pentru detectarea rapidă a microorganismelor și a poluanților. Portabilitatea și ușurința sa de utilizare îl fac un instrument ideal pentru analiza cantitativă la fața locului, simplificând procesul de evaluare a mediului.

Imaginea complexă de câmp este, de asemenea, promițătoare pentru aplicații industriale, unde poate fi utilizat pentru inspectia rapida a materialelor. Capacitatea sa de a capta informații structurale detaliate fără a fi nevoie de echipamente voluminoase sau resurse de calcul extinse îl face un activ valoros în controlul calității și analiza materialelor.

Dezvoltarea imaginilor de câmp complex complet optice reprezintă un progres semnificativ în domeniul imaginilor optice. Permițând captarea directă a informațiilor de amplitudine și fază fără procesare digitală, această tehnologie simplifică procesul de imagistică și extinde domeniul de aplicare a potențialelor aplicații. Pe măsură ce echipa de cercetare continuă să-și rafineze și să-și extindă design-urile, se așteaptă ca impactul acestei inovații să crească, oferind noi oportunități pentru cercetare științifică și aplicații practice în diferite domenii.

(Fluierul)

Inapoi