Ученые приблизились к созданию прибора, способного улавливать сверхкороткие импульсы и визуализировать однопиксельное изображение. Подобное устройство позволяет улавливать излучение от тканей человека на разных длинах волн и указывать на патологии в организме, например на развившуюся гипертонию. Исследование опубликовано в журнале Optica.
Человеческий глаз улавливает достаточно пикселей света с видимыми длинами волн, чтобы получать четкое изображение объекта. Однако для визуализации квантового объекта или явления, обладающего спектром, который глаз не способен увидеть, необходимы более чувствительные инструменты.
Группа ученых из Китая, Канады и США установила, что множество фотонов можно структурировать и «упаковать» на однопиксельном детекторе. Полученный импульс они визуализировали с помощью вычислительных алгоритмов. Способность получить изображение снижается, если неизвестный сверхкороткий сигнал относится к инфракрасному спектру. Основываясь на пространственно-временной природе световых импульсов, исследователи разработали метод получения однопиксельных изображений, который позволяет улавливать до 5 фДж за 16 фс. Для прибора характерна высокая чувствительность, устойчивость к временным искажениям и возможность сочетать разные длины волн.
Данная система может значительно ускорить обнаружение и анализ изображений в широких частотных диапазонах. Точность прибора оценивают в 97,5% при идентификации образцов в сочетании со сверточной нейронной сетью. Если объединить этот метод гиперспектральной съемки с последующей визуализацией, то ученые смогут ускорить процесс получения данных до нескольких секунд, что ранее было невозможно.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
