Prime immagini di fantasmi 3D da un singolo pixel

L'imaging fantasma è la straordinaria tecnica di far rimbalzare un raggio laser su un oggetto e creare immagini di alta qualità dalla luce riflessa utilizzando un singolo pixel. Questo singolo pixel registra molti punti dati che devono essere uniti per creare l'immagine.

Ma non è coinvolta la scansione (che sarebbe equivalente a scattare una foto normale molto lentamente).

Invece, i dati del singolo pixel vengono confrontati con l'intensità del raggio laser originale, che deve essere randomizzato facendolo passare attraverso un vetro smerigliato. Quindi eventuali correlazioni tra il raggio originale e quello riflesso rivelano informazioni sull'oggetto nell'immagine.

Sono queste correlazioni che i fisici usano per assemblare l'immagine, nota come immagine fantasma.

Può sembrare piuttosto complicato e dispendioso in termini di tempo, ma in realtà è estremamente efficiente. La quantità di dati necessari per creare un'immagine in questo modo è minima rispetto alla quantità richiesta dall'imaging ordinario. È possibile registrare l'equivalente di un'immagine da 5 megapixel utilizzando solo 50.000 pixel.

I fisici hanno dimostrato questa tecnica in vari modi dal 1995, ma è solo negli ultimi anni che hanno iniziato a comprenderla correttamente e hanno iniziato a sfruttarla.

Oggi, Wenlin Gong e compagni dell'Istituto di ottica e meccanica fine di Shanghai in Cina rivelano quanto potente possa essere la tecnica. Hanno progettato e costruito un dispositivo di imaging fantasma che utilizza un singolo pixel per registrare immagini tridimensionali.

La modifica dai precedenti sistemi di imaging fantasma è semplice. Usano brevi impulsi laser di appena 10 ns per illuminare brevemente l'oggetto di interesse e quindi accendono il loro singolo pixel per un breve periodo di tempo in modo che catturi la luce riflessa solo da una distanza specifica.

Questo tipo di gating produce sezioni di immagine che possono quindi essere assemblate per creare una scena tridimensionale, una tecnica nota come rilevamento e raggio laser o LADAR.

Per mostrare la loro idea, questi ragazzi usano un laser verde e un piccolo telescopio dotato di un singolo pixel per catturare immagini 3D di oggetti ordinari a circa un chilometro di distanza. L'immagine sopra, ad esempio, mostra un gruppo di case e alberi a circa 900 metri di distanza e ha una risoluzione spaziale di 25 cm e una risoluzione in profondità di 60 cm.

È impressionante. Non ci vuole molta immaginazione per rendersi conto che questo potrebbe essere piuttosto utile. Come affermano modestamente Wenlin Gong e compagni: Questa tecnica ha una grande prospettiva di applicazione nel telerilevamento, Abbastanza!

Rif: arxiv.org/abs/1301.5767 : Ladar di imaging fantasma tridimensionale

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