Cómo tomar fotografías a través de cuerpos opacos

Imagen a través de objetos opacosUna forma de reconstruir imágenes dispersadas aleatoriamente permite que las imágenes sean transmitidas a través de objetos opacos.

Es el sueño de espías y adolescentes: cómo tomar imágenes a través de objetos opacos.

Esto siempre ha sido imposible debido a que la luz es tremendamente dispersada cuando viaja a través de un medio opaco, de forma que es imposible reconstruir la imagen original. O eso es lo que se pensaba.

Hoy, Sebastian Popoff y sus colegas del Instituto Langevin en París, demuestran cómo puede hacerse esto con la ayuda de algunos trucos matemáticos.

Envía un láser a través de un medio opaco y lo que obtendrás en el otro lado son motas: el rayo se ha mezclado en un patrón aparentemente aleatorio cuando rebota e interfiere dentro del material.

Pero Popoff y compañía señalan que a pesar de lo complejo de este proceso, la dispersión múltiple es, en última instancia, determinista. En realidad no se pierde información cuando se dispersa la luz. Esto significa que debería ser posible extraer la información, la única pregunta es cómo…

La aproximación de Popoff y sus colegas es pensar en el patrón de motas como en una imagen que se ha transmitido a través de un gran número de complejos canales ópticos. Reconstruir la imagen es entonces cuestión de procesarla de forma que se invierta el efecto de esos canales.

Pero, ¿cómo encontrar tal operador, la matriz de transmisión, como la llaman Popoff y compañía?

Simple, dicen. Simplemente envía varios frentes de onda conocidos a través del material y registra cómo se distorsionan. La matriz de distorsión entonces puede deducirse a partir de la diferencia entre los frentes de onda transmitidos y proyectados. Este proceso apenas lleva unos minutos, señalan.

Y esto es exactamente lo que han estado haciendo usando un modulador de luz espacial para crear frentes de onda adecuados e imágenes para enviarlas a través de una capa opaca de óxido de zinc en una placa de vidrio de microscopio.

La capa de óxido de zinc transforma cualquier imagen en un patrón de motas aparentemente aleatorio. Popoff y compañía reconstruyen entonces el original usando la matriz de transmisión (o, en realidad, su inversa).

Hay otra complejidad adicional: el ruido. Resulta que el ruido cambia significativamente la matriz de transmisión por lo que incluso pequeñas cantidades de ruido arruinan el proceso de reconstrucción.

Para solventar esto, Popoff y compañía iluminan el objeto que va a ser fotografiado con distintos frentes de onda y miden la matriz de transmisión para cada uno. Esto es el equivalente a enviar luz a través de distintos canales de dispersión y funciona como un tipo de proceso de promedio que cancela los efectos del ruido.

Este es un trabajo interesante inspirado por técnicas que han estado usándose en acústica durante un tiempo. Un miembro del equipo es Mathias Fink, que inventó el espejo acústico de inversión temporal en la década de 1990.

La cuestión ahora es para qué usar este dispositivo. Tiene ciertas limitaciones, la más obvia la de que al menos se necesita que parte de la luz pase a través del material para que funcione la técnica. Cualquier cosa que absorba completamente la luz seguirá siendo opaca por lo que los adolescentes que quieran espiar en las habitaciones quedarán decepcionados. El material también debe ser lineal, descartando cierta clase de materiales extraños.

Aparte de eso, cualquier cosa vale. Y, por supuesto, debería funcionar para las imágenes reflejadas así como las transmitidas. Por lo que podría convertir un muro corriente en un espejo perfecto.

Las ventanas opacas puede que no vuelvan a ser privadas.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1005.0532: Image Transmission Through an Opaque Material
Fecha Original: 6 de mayo de 2010
Enlace Original

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Comments (3)

  1. Jurl

    Dos errores gordos: primero, ¿por qué de adolescente?, xDD, segundo, me da que de determinista nanay, pero bueno, “dami argo para la inbestigasión”…

  2. Fer137

    Lo que llaman opaco debe ser translúcido.

    • Jurl

      Tuve un profesor que me decía que mis exámenes eran “opacos”. Casi me meo de risa delante de él. xDD. Parece que es una palabra de éstas que se prestan a un roto y un descosido…

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