Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Wang Yingjian presso l'Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS), ha proposto un metodo efficiente per implementare la tecnologia di imaging pticografico di Fourier per oggetti in movimento, che ha ottenuto con successo immagini ad alta risoluzione di oggetti in movimento a distanza.
I relativi risultati sono stati pubblicati in Optics Express e presentato come Editor's Pick.
La tecnologia di imaging pticografico di Fourier combina algoritmi di recupero di fase e tecnologia di apertura sintetica per ottenere imaging ad alta risoluzione di oggetti, che può essere applicato a campi di imaging sia microscopici che macroscopici. Tuttavia, la sua applicazione si è concentrata principalmente su oggetti stazionari, lasciando una lacuna nell'imaging ad alta risoluzione di oggetti in movimento in scenari pratici.
In questa ricerca, approfondendo il principio dell'imaging e le caratteristiche della trasformata di Fourier delle lenti, il team ha scoperto che il movimento dell'oggetto all'interno dell'area di illuminazione causava uno spostamento di fase nel campo di diffrazione di Fraunhofer, lasciando inalterate le altre informazioni. Sfruttando le tecniche di registrazione delle immagini, questo sfasamento può essere eliminato.
Il metodo proposto utilizzava un'unica fotocamera per immagini con apertura ridotta per acquisire immagini sequenziali a bassa risoluzione di oggetti in movimento. Attraverso la registrazione, queste immagini sequenziali sono state trattate come se fossero state catturate in condizioni stazionarie. Successivamente, algoritmi avanzati hanno consentito la ricostruzione di immagini ad alta risoluzione equivalenti a quelle ottenute con il rilevamento ad ampia apertura.
Tuttavia, l'uso di sorgenti luminose estese e coerenti introduce il problema dell'interferenza maculata, che può comportare la perdita di informazioni sull'oggetto.
Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno raccolto continuamente più immagini di oggetti in movimento dalla stessa posizione della telecamera. Registrando e calcolando la media di queste immagini, l'impatto dell'interferenza maculata è stato mitigato, portando a una migliore qualità dell'immagine. Negli esperimenti indoor, una singola fotocamera per immagini ad apertura ridotta è riuscita a ottenere immagini ad alta risoluzione di oggetti in movimento, producendo immagini equivalenti a quelle ottenute con il rilevamento di un'apertura 2,5 volte maggiore.
Questa ricerca ha segnato la prima applicazione dell'imaging psicografico Fourier a telecamera singola agli oggetti in movimento, consentendo l'imaging ad alta risoluzione in tali scenari. I risultati hanno rappresentato un significativo passo avanti tecnologico, espandendo il potenziale applicativo dell'imaging psicografico di Fourier e aprendo nuove possibilità in questo campo.
Ulteriori informazioni: Runbo Jiang et al, Imaging pticografico di Fourier a lungo raggio dell'oggetto dinamico con una singola fotocamera, Optics Express (2023). DOI:10.1364/OE.498226
Informazioni sul giornale: Ottica Express
Fornito dagli Istituti di scienze fisiche Hefei, Accademia cinese delle scienze
