Фізики навчилися отримувати чітке зображення об’єкта, розташованого за каламутним розсіюючим екраном

Ключовим елементом розробленої системи є просторовий модулятор світла. Це електронний пристрій, яке здатне під управлінням комп’ютера змінювати фазу прохідного світла. Воно, подібно рідкокристалічного монітора, складається з матриці пікселів, кожен з яких управляється індивідуально і змінює фазу світла самостійно. Подібні пристрої використовуються, наприклад, для отримання голографічного зображення.

Вчені показали, що просторові модулятори можна використовувати для того, щоб “повернути назад” розсіювання. В експерименті світло від джерела (лампи розжарювання) проходив крізь розсіюючий екран, потрапляв на модулятор, проходив крізь нього і фіксувався звичайною камерою. Вчені змогли підібрати параметри фазового зсуву в кожному пікселі модулятора таким чином, щоб нівелювати розсіяння від екрану. Дії розсіювача і модулятора “взаємно знищуються”, і на зображенні отримували чітку картинку джерела світла.

Потім, не змінюючи параметрів модулятора, вчені поміщали за розсіювач не джерело світла, а освітлений об’єкт. Модулятор діяв точно так само: нівелював дію розсіювача. Маючи налаштований модулятор, вчені могли бачити крізь розсіювач чітке зображення об’єкта, абсолютно нерозрізнене неозброєним оком.

Той же принцип виявився корисним для того, щоб наділити камеру здатністю “заглядати за кут”. Раніше інша група вчених використовувала для рішення такої задачі світло короткоімпульсних лазера. Приховане за кутом зображення вчені відновлювали за допомогою складних обчислень на основі картини розсіювання. Автори цієї роботи застосували для рішення тієї ж задачі не лазер, а модулятор. Пристрій нівелювало на кутовий стіні розсіювання і, фактично, перетворювало її в дзеркало, в якому можна роздивитися, що відбувається за рогом.

Розробка може суттєво збільшити можливості отримання медичних зображень. Вона дозволить, наприклад, розглянути глибокі структури мозку або ембріон, покритий розсіюючими світло оболонками. Для того, щоб це здійснити, знадобляться модулятори відповідної якості і вміння налаштовувати їх відповідно складній структурі біологічних розсіювачів.

Робота опублікована в журналі Nature Photonics, а її короткий зміст наводить BBC News.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *