Новый метод визуализации, позволяющий получать трехмерные изображения со скоростью видео через волокно шириной с человеческий волос, может изменить изображения для широкого спектра приложений промышленного контроля и мониторинга окружающей среды. В будущем он позволит улучшить медицинскую визуализацию. Статья об исследовании была опубликована в журнале Science. Об этом сообщает Phys.org.
Известно, что, когда исследователям или специалистам необходимо заглянуть в труднодоступные места сложного механизма или даже человеческого тела, на помощь приходит волоконно-оптическая технология. Как правило, чтобы “заглянуть” внутрь объекта со сложной геометрией, используется оптоволоконный пучок толщиной с человеческий палец. В таком пучке каждое волокно отвечает за один пиксель изображения.
Помимо интенсивности света, волоконно-оптический эндоскоп может регистрировать трехмерную структуру объекта – благодаря технологии формирования изображений во времени. Это метод, при котором световой импульс направляется на объект и измеряется время его возвращения.
В новой работе ученые показали, что можно обойтись всего одним оптическим волокном толщиной с человеческий волос, и создать на его основе устройство нового поколения для трехмерной визуализации удаленных объектов.
Сообщается, что исследователи использовали передовые методы формирования пучка света, что позволило сформировать последовательность импульсов лазерного излучения – отдельных “пятен” света, которые поочередно сканировали поле зрения, измеряя интенсивность отраженного света, что определяло яркость каждого пикселя.
Кроме того, система варьировала время, необходимое “пятну”, чтобы достичь объекта и вернуться в эндоскоп – таким образом определялось расстояние до каждого пикселя.
Специалисты обнаружили, что такой подход работает при сканировании объектов от нескольких десятков миллиметров до нескольких метров с разрешением по глубине около пяти миллиметров. Кроме того, скорость сканирования позволяла делать до пяти снимков в секунду, создавая видео со скоростью до пяти кадров в секунду.
В предложенной учеными конструкции оптоволокно после калибровки должно оставаться неподвижным, но в будущем исследователи надеются сократить время калибровки и сделать оптоволокно подвижным во время сканирования.
Ученые выразили уверенность, что вскоре они смогут создать новое поколение микроэндоскопов для широкого спектра применений.
