Diese neue hochauflösende holografische Kamera kann durch Objekte hindurch und um Ecken sehen

Forscher der Northwestern University in den Vereinigten Staaten haben eine neue hochauflösende holographische Kamera entwickelt, die durch Objekte und Ecken, einschließlich menschlicher Haut, menschlicher Schädel und sogar Nebel, sehen kann.

Das berichtete Mashable Die Kamera nutzt eine neue Technologie namens „Synthetische Wellenlängen-Holographie“, die kohärentes Licht indirekt auf versteckte Objekte streut, das dann erneut gestreut und von der Kamera erfasst wird, heißt es in einem in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Artikel.

Holographie mit synthetischer Wellenlänge (Bildquelle: 3DIM-Labor)

Ein Algorithmus rekonstruiert die gesammelten Streulichtdaten, um versteckte Objekte aufzudecken. Aufgrund ihrer hohen zeitlichen Auflösung kann die Kamera auch Bilder von sich schnell bewegenden Objekten, schnell fahrenden Autos und in der Brust schlagenden Herzen aufnehmen.

Im Bereich der Non-Line-of-Sight-Bildgebung oder NLoS-Bildgebung wurden mehrere Forschungsstudien durchgeführt, mit dem Ziel, Fotos von Dingen aufzunehmen, die nicht sichtbar sind. Der von Forschern der Northwestern University entwickelte neue Ansatz kann Fotos mit deutlich höherer Auflösung als frühere Versuche erzeugen, sodass Kameras durch die Haut sehen und sogar Fotos von winzigen Blutgefäßen aufnehmen können.

In einer Pressemitteilung sagte Florian Willomitzer, Hauptautor der Arbeit und Forscher an der Northwestern University: „Unsere Technik wird eine neue Generation von Bildgebungsmöglichkeiten einläuten.“ „Obwohl unsere aktuellen Sensorprototypen sichtbares oder infrarotes Licht nutzen, ist das Prinzip allgemeingültig und lässt sich auf andere Wellenlängen übertragen“, sagt der Forscher. Dieselbe Technologie könnte beispielsweise für die Erstellung von Radiowellenbildern für die Weltraumforschung oder für akustische Unterwasserbilder verwendet werden. Es kann in einer Vielzahl von Situationen eingesetzt werden und wir haben nur an der Oberfläche gekratzt.“

Gebäude der Nordwestlichen Universität

Obwohl das Sammeln von Fotos aus einer Ecke und das Erhalten von Bildern aus dem Körperinneren völlig unterschiedliche Schwierigkeiten zu sein scheinen, sagen Forscher, dass sie tatsächlich ziemlich ähnlich sind. Willomitzer und seine Kollegen kombinierten Lichtwellen von zwei Lasern, um eine synthetische Lichtwelle zu erzeugen, die unter verschiedenen Streubedingungen auf holografische Bilder abgestimmt werden kann, wodurch der Bedarf an schnellen Detektoren entfällt.

Im Laufe der Jahre wurden viele NLoS-Bildgebungsversuche unternommen, um Bilder von versteckten Objekten wiederherzustellen. Allerdings weisen diese Methoden meist einen oder mehrere Mängel auf. Sie haben eine begrenzte Auflösung, einen kleinen Sichtwinkel, zeitaufwändiges Rasterscannen oder große Sondierungsbereiche zur Messung des Streulichtsignals.

Die neue Technik hingegen überwindet diese Einschränkungen und ist die erste Methode, um Bilder um Ecken herum und durch Streumedien zu erhalten, um eine hohe räumliche Auflösung, eine hohe zeitliche Auflösung, einen kleinen Untersuchungsbereich und ein großes Sichtfeld zu kombinieren. Dies bedeutet, dass die Kamera in begrenzten Umgebungen kleine Details und versteckte Dinge erkennen kann.