12.12.2021
Мария Осетрова
7 253

Физики создали ультратонкое оптоволокно для передачи трехмерных видео

6.8

Оптоволокно толщиной с человеческий волос сканирует объекты на расстоянии до нескольких метров, измеряя яркость каждого пикселя и расстояние до него с миллиметровым разрешением. Технология имеет потенциал применения для минимально инвазивных медицинских зондов и для 3D визуализации труднодоступных внутренних частей механизмов.

© Judy Gallagher / Flickr
© Judy Gallagher / Flickr

Когда исследователями или специалистами нужно заглянуть в труднодоступные места сложного механизма или даже человеческого тела, на помощь приходят оптоволоконные технологии. Как правило, чтобы «заглянуть» внутрь объекта со сложной геометрией используют пучок оптоволокна толщиной примерно с человеческий палец. В таком пучке каждое волокно отвечает за один пиксель изображения.

Помимо интенсивности света оптоволоконный эндоскоп может регистрировать и трехмерную структуру объекта — благодаря технологии времяпролетной визуализации. Это метод, при котором на объект направляют световой импульс и измеряют время, через которое он возвращается обратно. В новой работе ученые показали, что можно обойтись всего одним оптоволокном толщиной с человеческий волос и создать на его основе прибор нового поколения для трехмерной визуализации удаленных объектов.

Команда использовала продвинутые методики формирования пучка света, которые позволили сформировать череду импульсов света лазера — отдельные «пятна» света. Эти «пятна» поочередно сканировали поле зрения, измеряя интенсивность отраженного света, которая определяла яркость каждого пикселя. Дополнительно система изменяла время, которое понадобилось «пятну», чтобы достичь объекта и вернуться обратно к эндоскопу — так определялось расстояние до каждого пикселя.

Исследователи показали, что такой подход работает для сканирования объектов на расстояние от нескольких десятков миллиметров до нескольких метров с разрешением глубины около пяти миллиметров. Более того, скорость сканирования позволила делать до пяти изображений в секунду, создавая видео с частотой до пяти кадров в секунду.

В предложенной учеными конструкции после калибровки оптоволокно должно оставаться неподвижным, но в будущем исследователи надеются сократить время калибровки и сделать оптоволокно подвижным во время сканирования. Сотрудничая с индустрией, авторы работы планируют создать микроэндоскопы нового поколения для широкого спектра применений в ближайшие 10 лет.

Статья с описанием новой методики опубликована в журнале Science.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 11:11
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

Вчера, 18:45
Александра Медведева

Снимки телескопа Hubble показали, что черная дыра в центре карликовой галактики Henize 2-10 создает звезды вместо того, чтобы их разрушать. Открытие может стать ключом к пониманию происхождения сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной.

Позавчера, 21:12
Илья Ведмеденко

Российские специалисты обратили внимание на возможные технические трудности, связанные с модулем «Поиск» Международной космической станции. Ранее в NASA намекнули на изоляцию российского модуля «Звезда».

Вчера, 11:11
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

17 января
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

17 января
Илья Ведмеденко

Перспективный российский многоцелевой самолет «Байкал» оторвался от земли. Первый полноценный полет машина должна выполнить до конца января.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

Вчера, 11:11
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: