Новый компактный дифракционный формирователь изображения с субволновым разрешением

Важные новости

A новый компактный дифракционный формирователь изображения с субволновым разрешением

Исследователи предлагают новый метод получения изображений с субволновым разрешением для фазовых и амплитудных объектов. Их метод основан на дифракционном кодировании и декодировании твердо-иммерсионным слоем для восстановления высокочастотной информации, соответствующей субволновым характеристикам объекта. Фото: Инженерный институт развития технологий Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе

Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создали новый тип имидж-сканера, который может захватывать объекты, гораздо меньшие, чем ограничения традиционных оптических систем. Эта инновация может произвести революцию в таких областях, как биоизображение, литография и материаловедение. Исследование опубликовано в журнале eLight.

Традиционный предел разрешения оптических изображений, известный как дифракционный предел, ограничивает способность видеть детали размером менее половины длины волны света. Этот новый имидж-сканер преодолевает это препятствие, используя твердотельное дифракционное кодирование пространственной информации.

Свет от объекта сначала взаимодействует с материалом с высоким показателем преломления, который пространственно структурирован с использованием оптимизированного физического кода, который кодирует высокоиндексный материал. частотная информация за пределами традиционного дифракционного предела. Затем дифракционный декодер, оптимизированный совместно с материалом кодера, обрабатывает эту закодированную информацию и создает увеличенное изображение объекта, выявляя субволновые особенности.

Эта система визуализации и ее пространственные структуры, как часть материалов кодера и декодера, разработаны с использованием оптимизации на основе глубокого обучения. Полученный в результате интеллектуальный имидж-сканер особенно компактен, его толщина менее чем в 100 раз превышает длину волны света. Он также предлагает то преимущество, что позволяет напрямую выполнять количественный фазовый поиск, что устраняет необходимость в длительной и энергоемкой компьютерной обработке.

Исследователи успешно протестировали формирователь изображений на терагерцовых частотах и ​​продемонстрировали его способность разрешать объекты размером до λ/3,4 (где λ — длина волны). Они также показали, что формирователь изображений может обрабатывать различные типы объектов, включая как фазовые, так и амплитудные структуры.

Этот новый подход потенциально может быть легко адаптирован для различных частей электромагнитного спектра. Благодаря физическому масштабированию дифракционных характеристик формирователь изображений может быть спроектирован для работы с различными длинами волн освещения без необходимости его перепроектирования.

Исследователи полагают, что этот твердотельный иммерсионный дифракционный формирователь изображений благодаря своему компактному размеру, экономической эффективности и способности захватывать субволновые характеристики приведет к значительным достижениям в биовизуализации, зондировании и инспекции материалов.

Дополнительная информация: Цзинтянь Ху и др., Субволновая визуализация с использованием твердотельного иммерсионного дифракционного оптического процессора, eLight (2024). DOI: 10.1186/s43593-024-00067-5

Информация о журнале: eLight

Предоставлено Инженерным институтом развития технологий Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе

Новости сегодня

Последние новости