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Primeras imágenes fantasma en 3D de un solo píxel
La imagen fantasma es la técnica extraordinaria de hacer rebotar un rayo láser en un objeto y hacer imágenes de alta calidad a partir de la luz reflejada utilizando un solo píxel. Este solo píxel registra muchos puntos de datos que deben unirse para crear la imagen.
Pero no hay escaneo involucrado (lo que equivaldría a tomar una fotografía normal muy lentamente).
En cambio, los datos de un solo píxel se comparan con la intensidad del rayo láser original, que debe aleatorizarse pasándolo a través de vidrio esmerilado. Luego, cualquier correlación entre el haz original y reflejado revela información sobre el objeto en la imagen.
Son estas correlaciones las que utilizan los físicos para ensamblar la imagen, conocida como imagen fantasma.
Eso puede parecer bastante complicado y requiere mucho tiempo, pero en realidad es enormemente eficiente. La cantidad de datos necesarios para crear una imagen de esta manera es mínima en comparación con la cantidad que requiere la imagen normal. Es posible grabar el equivalente a una imagen de 5 megapíxeles utilizando solo 50.000 píxeles.
Los físicos han demostrado esta técnica de diversas formas desde 1995, pero solo en los últimos años han comenzado a comprenderla correctamente y a explotarla.
Hoy, Wenlin Gong y sus amigos del Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghai en China revelan cuán poderosa puede ser la técnica. Han diseñado y construido un dispositivo de imágenes fantasma que usa un solo píxel para grabar imágenes tridimensionales.
La modificación de los sistemas de imágenes fantasma anteriores es simple. Usan pulsos de láser cortos de solo 10 ns para iluminar brevemente el objeto de interés y luego encienden su único píxel durante un corto período de tiempo para que capture la luz reflejada solo desde una distancia específica.
Este tipo de puerta produce cortes de imagen que luego se pueden juntar para crear una escena tridimensional, una técnica conocida como detección y rango láser o LADAR.
Para mostrar su idea, estos chicos usan un láser verde y un pequeño telescopio equipado con un solo píxel para capturar imágenes en 3-D de objetos ordinarios a un kilómetro de distancia. La imagen de arriba, por ejemplo, muestra un grupo de casas y árboles a unos 900 metros de distancia y tiene una resolución espacial de 25 cm y una resolución de profundidad de 60 cm.
Eso es impresionante. No hace falta mucha imaginación para darse cuenta de que esto podría ser bastante útil. Como Wenlin Gong y sus amigos lo expresaron con modestia: esta técnica tiene una gran perspectiva de aplicación en la teledetección, ¡bastante!
Ref: arxiv.org/abs/1301.5767 : Ladar de imágenes fantasma tridimensional