Vendo através de paredes e cantos com feixes de luz

Vendo através de paredes e cantos com feixes de luz

Cientistas em Israel descobriram uma forma inovadora de obter imagens através de materiais dispersantes, como vidro fosco.

Grande parte da pesquisa nos últimos anos foi focada no efeito de dispersão, principalmente para aplicações médicas. Mas o novo truque, divulgado na Nature Photonics, é rápido e simples e usa a luz natural em vez do laser.

O método usa o chamado modulador de luz espacial para “desfazer” a dispersão que torna os objetos opacos e não reflexivos.

Uma câmera que pode “ver em torno da esquina” atraiu muita atenção em 2010, usando uma série de pulsos de laser cronometrados para iluminar uma cena e visualizar o que está em torno de uma curva a partir da cronometragem dos reflexos.

Luz natural x pulsos de laser

O dispositivo protótipo foi apenas um de vários esforços de pesquisa que tentam atacar o problema da dispersão. Mas, para algumas aplicações, a abordagem “tempo de voo” usada pela câmera baseada em laser não é suficiente.

“Se você quiser visualizar um embrião que se desenvolve dentro de um ovo, mas a casca do ovo dispersa tudo, ou se quiser olhar através da pele, a dispersão é o principal inimigo lá, e o tempo de voo não é uma boa solução”, explica o autor sênior do estudo, Yaron Silberberg, do Weizmann Institute of Science de Israel.

Para esse tipo de problema, o professor Silberberg e seus colegas do Weizmann Institute of Science de Israel foram além dos limites do que os moduladores de luz espacial (SLMs, na sigla em inglês) podem fazer.

Os SLMs modificam o que é conhecido como a fase de um feixe de luz. Como uma série de ondas no oceano que atingem rochas ou surfistas, as ondas na luz podem ser desaceleradas ou redirecionadas quando encontram materiais dispersantes.

Os SLMs são feitos de uma matriz de pixels que podem corrigir isso ao seletivamente desacelerar algumas partes do feixe e permitir que outras passem intactas – quando um campo elétrico é aplicado a um pixel, ele altera a velocidade com que a luz o atravessa.

O professor Silberberg e sua equipe inicialmente montaram o seu SLM fazendo a luz de uma lâmpada normal passar através de um filme plástico altamente translúcido e permitindo que um computador ajustasse o SLM até que eles pudessem visualizar uma imagem clara da lâmpada através do filme.

 

Ao manter o SLM configurado dessa forma, eles então conseguiram obter imagens claras de outros objetos através do filme – o SLM transforma o filme novamente em uma película clara.

“O que mostramos é que você não necessita de laser – todos estavam fazendo isso com lasers, e nós mostramos que você pode fazer com luz incoerente a partir de uma lâmpada ou do sol, luz natural”, disse o professor à BBC News.

Reflexos

A equipe então percebeu que a mesma abordagem pode funcionar na reflexão – ou seja, em vez de fazer a luz passar através de um material dispersante, refletindo-a fora dele, como no caso da luz refletida sobre uma parede ou curva.

Eles então mostraram que o procedimento funciona bem quando a luz de um objeto é refletida por um pedaço de papel. O SLM poderia “aprender” como desfazer o efeito dispersante do papel, tornando-o um refletor quase perfeito.

Como explica o professor Silberberg: “você pode usar um pedaço de parede e efetivamente transformá-lo em um espelho, e essa é a parte que deixa todo mundo impressionado”.

Ele afirma, no entanto, que o principal uso da técnica seria em estudos biológicos e médicos – abordando especialmente os problemas da substância cerebral branca altamente dispersiva na obtenção de imagens neurológicas – em vez do negócio de ver através de materiais finos ou cantos.

Fonte: The Times of India





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