Физики упростили голографию
Группа ученых создала вычислительный метод, облегчающий создание изображений голографическим способом. Теперь специалистам не нужно будет работать в очень строгих условиях для получения качественных изображений.
Голография — техника записи информации с использованием интерференции волн. Больше всего известна оптическая голография. В ней с помощью световых волн создают голограммы — трехмерные изображения. В отличие от фотографии, голография фиксирует не только амплитуду, но и фазу световой волны, что и позволяет сохранить картину в объеме.
Голографию применяют для работы с сильно рассеивающими средами, например биологическими тканями и горными породами, для которых многие обычные методы визуализации теряют эффективность.
«Путеводная звезда» (guide star) — точка отсчета или источник света, используемый для калибровки системы и коррекции искажений, возникающих при прохождении света через сложные или рассеивающие среды. Без путеводной звезды точность визуализации снижается. Более того, получение голографического изображения обычно требует использования системы лазеров с точно известными параметрами освещения объекта.
Группа израильских физиков Ори Кац (Ori Katz), Омри Хаим (Omri Haim) и Джереми Богер-Ломбард (Jeremy Boger-Lombard) представила новый вычислительный метод построения изображения на основе голографии. Предложенная ими техника улучшает и упрощает возможности оптической визуализации через плотные среды благодаря вычислительному моделированию экспериментов по управлению волновым фронтом.
В работе предложен подход, не требующий использования «путеводных звезд» (guide-star-free), что устраняет необходимость в пространственных световых модуляторах с высоким разрешением (spatial light modulators, SLM) и в многочисленных измерениях. Это делает возможным получение изображений через сложные рассеивающие среды с беспрецедентной скоростью и точностью.
Новая техника позволяет одновременно оптимизировать несколько «виртуальных SLM», что, в свою очередь, позволяет системе восстанавливать качественные изображения без необходимости получать предварительную информацию об объекте построения изображения или характере рассеяния.
Метод обеспечивает высокую универсальность и гибкость. Исследователи смогли скорректировать более 190 тысяч рассеивающих мод — отдельных путей распространения света в материале, используя всего 25 голографически захваченных полей рассеянного света, полученных при неизвестных по параметрам случайных освещениях. Метод можно применять к разным видам визуализации, включая эпи-освещение, многократную коррекцию рассеивающих слоев и эндоскопию без использования линз.
Новый подход в технологии визуализации, который позволяет получать изображения с высоким разрешением через сильно рассеивающие среды с в десятки раз меньшим числом измерений, чем в современных методах, без необходимости в предварительной информации о цели или дорогом оборудовании.
Исследователи уверены, что метод найдет применение в различных областях: биологической визуализации тканей, эндоскопии с использованием многожильного оптоволокна и акусто-оптической томографии, геофизике, радиолокации и медицинском ультразвуке. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии