Ученые разработали расчетный метод, упрощающий получение изображений с помощью голографии. Это позволит специалистам создавать качественные изображения без необходимости работы в жестких условиях.
Голография — техника записи информации при помощи интерференции волн. Самой известной является оптическая голография. С помощью световых волн создаются голограммы — трёхмерные изображения. В отличие от фотографии, голография регистрирует не только амплитуду, но и фазу световой волны, что и позволяет сохранить изображение в объёме.
Голография используется для изучения объектов, которые сильно рассеивают свет, таких как живые ткани и горные породы, где другие виды визуализации оказываются малоэффективны.
«Путеводная звезда» (guide star) — точка отсчета или источник света, применяемый для настройки системы и исправления искажений, которые возникают при прохождении света через сложные или рассеивающие среды. Без ориентира точность визуализации уменьшается. Кроме того, создание голографического изображения обычно… требуетПрименение систем лазеров, имеющих четко заданные характеристики светового воздействия на объект.
Группа израильских физиков Ори Кац (Ori Katz), Омри Хаим (Omri Haim) и Джереми Богер-Ломбард (Jeremy Boger-LombardНовый вычислительный метод построения изображения по голограммам представили. Техника усовершенствует и упростит возможности оптической визуализации через плотные среды. Благодаря вычислительным моделям проводятся эксперименты по управлению волновым фронтом.
В работе представлен способ, исключающий применение ориентировочных точек отсчета. guide-star-freeЭто позволяет избежать использования объемных световых модуляторов высокого разрешения. spatial light modulators, SLMПодобные системы работают и во множестве измерений. Это позволяет получать изображения через сложные проницаемые среды с необычайной скоростью и точностью.
Новая техника позволяет одновременно оптимизировать несколько «виртуальных SLMДанный подход дает возможность системе формировать качественные изображения без необходимости получения исходных данных о структуре объекта или особенностях его отражения света.
Метод обладает высокой универсальностью и гибкостью. Учёные скорректировали более 190 тысяч рассеивающих мод — путей распространения света в материале, применяя лишь 25 голографически захваченных полей рассеянного света, полученных при случайных неизвестных освещениях. Метод применим к различным видам визуализации: эпи-освещению, многократной коррекции рассеивающих слоев и эндоскопии без линз.
Новая технология визуализации дает возможность создавать высококачественные изображения даже через сильно рассеивающие среды, при этом требуя значительно меньше измерений, чем существующие методы. Это возможно без предварительных данных о цели и не требует использования дорогостоящего оборудования.
Исследователи уверены, что метод найдетПрименение в таких сферах, как биологическая визуализация тканей, эндоскопия с многожильным оптоволокном, акусто-оптическая томография, геофизика, радиолокация и медицинское ультразвуковое сканирование. опубликовано в журнале Nature Photonics.