Visszaverő felület mögé is láthatnak az új fénytrükkel
Új módszert fejlesztettek ki kutatók arra, hogy visszaverő anyagok mögé lássanak be, fényképet készíthessenek a befagyott ablak vagy a bőr mögött lévő dolgokról, sőt akár a sarkon túli területről.
Új módszert fejlesztettek ki kutatók arra, hogy visszaverő anyagok mögé lássanak be, fényképet készíthessenek a befagyott ablak vagy a bőr mögött lévő dolgokról, sőt akár a sarkon túli területről.
A Nature Photonics című szakfolyóiratban most ismertetett tanulmányukban izraeli kutatók természetes fényt használtak kísérleteikben. Az általuk kifejlesztett térbeli fénymodulátor (SLM) visszaalakítja mindazokat a szóródásokat, amelyeket a fény a tárgy felületén elszenvedett.
„Ha egy tojásban fejlődő embriót akarunk megfigyelni, miközben a tojáshéj szórja a fényt, vagy a bőrön akarunk átlátni, akkor a szóródás a legnagyobb ellenségünk” – fejtette ki Jaron Silberger, az izraeli Weizmann Intézet kutatója, aki munkatársaival éppen erre a célra fejlesztette ki a térbeli fénymodulátort (SLM).
Az SLM módosítja a bejövő fénysugár fázisát. Hasonlóan ahhoz, ahogyan a tengerben a hullámok sorozata eléri a sziklákat vagy a szörfösöket, a fény hullámai is lelassulnak vagy más irányba terelődnek, amikor szóró anyagra vetülnek. Az SLM pixelsorokból áll, amelyek korrigálják a visszavert fényhullámokat, méghozzá úgy, hogy szelektíven lelassítják a sugár egyes részeit, miközben másokat érintetlenül hagynak továbbhaladni. A technika azon alapul, hogy amikor elektromos mező éri az SLM pixeleit, az megváltoztatja a fény rajta való áthatolásának sebességét.
Silberger csoportja először közönséges lámpával világított meg egy nagymértékben szóró műanyag filmet, miközben számítógéppel finomhangolták az SLM-et addig, amíg tiszta képet nem kaptak a film mögött lévő lámpáról. Később aztán más tárgyakról is éles képeket nyertek a filmen keresztül, az SLM segítségével elérték, hogy a film olyanná váljon, mintha egy tiszta lap lenne.
„Megmutattuk, hogy nincs szükség lézerre, hiszen mindenki más lézerrel érte ezt el eddig. Egyszerű lámpából származó inkoherens fénnyel vagy a napfénnyel, a természetes fénnyel meg tudjuk ezt tenni” – magyarázta Silberger.
A kutató arra az eredményre utalt, amelyről 2010 novemberében számoltak be először a MIT (Massachusettsi Műszaki Egyetem) kutatói, akik a sarkon túlra látó lézerkamerát fejlesztettek ki. Ahhoz a kamerához azonban szükség volt egy femtoszekundumos lézerre, amely ultrarövid fényimpulzusokat bocsátott ki. A tárgyról többszörösen visszaverődött fénysugarakból rekonstruálta a számítógép pixelenként a tárgy képét.
Silberger csoportja következő lépésként nem a szórt, hanem a visszavert fényre alkalmazta új módszerét, így ezzel a trükkel ők is láttathatnak „sarkon túl lévő” tárgyakat is. „Vehetsz egy darab falat és tükörként használhatod. Nos, ez az a része, amikor mindenkinek megemelkedik a szemöldöke” – utalt Silberger a meglepő alkalmazásokra.
A kutatók új technikájukat nem erre szánják elsősorban, hanem biológiai és orvosi vizsgálatokhoz. Így tanulmányozhatnák például az agy nagyon erősen szóró fehér állományát egy újfajta képalkotó eljárásban.
