Alimlər metasəthlərdən istifadə edərək yığcam, tək çəkiliş və tam qütbləşmə görüntüləmə sistemini inkişaf etdiriblər.

Bir obyektin işığın dalğa uzunluqları ilə necə qarşılıqlı əlaqəsinə əsaslanaraq əldə etdiyimiz bütün məlumatları düşünün, yəni rəng. Rəng bizə yeməyin təhlükəsiz olub olmadığını və ya metal parçasının isti olub olmadığını söyləyə bilər. Rəng tibbdə mühüm diaqnostik vasitədir və praktikantlara xəstə toxuma, iltihab və ya qan axını ilə bağlı problemlərin diaqnozunda kömək edir.

Şirkətlər rəqəmsal təsvirdə rəngi yaxşılaşdırmaq üçün böyük sərmayələr qoyublar, lakin dalğa uzunluğu işığın yalnız bir xüsusiyyətidir. Qütbləşmə – işıq yayıldıqca elektrik sahəsinin necə salınması da məlumatla zəngindir, lakin qütbləşmə təsviri əsasən böyük fırlanma qurğularında dalğa lövhələri və polarizatorlar kimi ənənəvi optikalara əsaslanaraq masa üstü laboratoriya parametrləri ilə məhdudlaşır.

Yığcam Polarizasiya Təsvirində sıçrayış

İndi Harvard Con A. Paulson Mühəndislik və Tətbiqi Elmlər Məktəbinin (SEAS) tədqiqatçıları qütbləşmənin tam mənzərəsini təmin edə bilən yığcam, tək vuruşlu polarizasiya görüntüləmə sistemini işləyib hazırlayıblar. Cəmi iki nazik metasəthdən istifadə etməklə görüntüləmə sistemi biotibbi görüntüləmə, genişlənmiş və virtual reallıq sistemləri və smartfonlar daxil olmaqla bir sıra mövcud və yeni tətbiqlər üçün polarizasiya təsvirinin geniş potensialını aça bilər.

Tədqiqat Nature Photonics jurnalında dərc olunub .

Robert L. Wallace, Federico Capasso, “Hər hansı hərəkət edən hissələrdən və ya toplu polarizasiya optiklərindən azad olan bu sistem real vaxt tibbi görüntüləmə, materialın təsviri, maşın görmə, hədəf aşkarlama və digər mühüm sahələrdə tətbiqləri gücləndirəcək” dedi. Tətbiqi Fizika professoru və Vinton Hayes SEAS-da Elektrik Mühəndisliyi üzrə Baş Elmi İşçi və məqalənin baş müəllifi.

Əvvəlki tədqiqatlarda Capasso və komandası hadisənin işıqlandırılmasına nəzarət etmədən Stokes adlanan şəkilləri, obyektdən əks olunan qütbləşmə imzasının təsvirlərini çəkmək üçün öz növünün ilk növü olan kompakt polarizasiya kamerası hazırlayıb.

Aktiv Polarizasiya Görüntüsü

“Necə ki, obyektin kölgəsi və ya hətta rəngi hadisənin işıqlandırılmasının rəngindən asılı olaraq fərqli görünə bilər, obyektin qütbləşmə imzası da işıqlandırmanın qütbləşmə profilindən asılıdır” dedi Capasso’s’un yeni fəlsəfə doktoru Aun Zaidi. qrup və məqalənin ilk müəllifi. “Adi qütbləşmə təsvirindən fərqli olaraq, Mueller matrix görüntüləmə kimi tanınan “aktiv” polarizasiya təsviri hadisənin qütbləşməsinə nəzarət etməklə obyektin ən tam polarizasiya reaksiyasını çəkə bilər.”

Hal-hazırda, Mueller matris təsviri təsvirin matris təsvirini həyata keçirmək üçün birləşdirilən bir sıra şəkilləri ardıcıl olaraq çəkən çoxlu fırlanan lövhələr və polarizatorlarla mürəkkəb optik quraşdırma tələb edir.

Capasso və komandası tərəfindən hazırlanmış sadələşdirilmiş sistem iki son dərəcə nazik metasəthdən istifadə edir – biri obyekti işıqlandırmaq, digəri isə digər tərəfdən işığı tutmaq və təhlil etmək üçün.

Birinci metasəth qütbləşmiş strukturlaşdırılmış işıq kimi tanınan şeyi yaradır ki, bu da qütbləşmənin unikal modeldə məkan olaraq dəyişməsi üçün nəzərdə tutulub. Bu qütbləşmiş işıq əks olunduqda və ya işıqlandırılan obyekt vasitəsilə ötürüləndə şüanın polarizasiya profili dəyişir. Bu dəyişiklik son görüntünü yaratmaq üçün ikinci metasəth tərəfindən tutulur və təhlil edilir – bir çəkilişdə.

Texnika endoskopik cərrahiyyə, smartfonlarda sifətin tanınması və AR/VR sistemlərində gözün izlənilməsi kimi tətbiqlər üçün vacib olan real vaxt rejimində qabaqcıl təsvirlər əldə etməyə imkan verir. O, həmçinin tibbi diaqnostika, materialların təsnifatı və əczaçılıqda tətbiqlər üçün güclü maşın öyrənmə alqoritmləri ilə birləşdirilə bilər.

“Biz ən tam qütbləşmə məlumatını tutan vahid sistem dizayn etmək üçün strukturlaşdırılmış işıq və qütbləşmiş təsvirin iki fərqli görünən sahəsini bir araya gətirdik. Ənənəvi olaraq belə bir sistemdə tələb olunan bir çox komponenti əvəz edən nano-mühəndisli metasəthlərdən istifadəmiz onun dizaynını xeyli asanlaşdırır”, – deyə Zaidi bildirib.