Une nouvelle configuration de caméra peut enregistrer des films tridimensionnels avec un seul pixel. De plus, la technique peut obtenir des images en dehors du spectre visible et même à travers les tissus. Le développement de l'Université de Kobe ouvre ainsi la porte à la microscopie vidéo holographique.
Les hologrammes ne sont pas seulement utilisés comme autocollants de sécurité amusants sur les cartes de crédit, les produits électroniques ou les billets; Ils ont également des applications scientifiques dans les capteurs et en microscopie. Traditionnellement, les hologrammes nécessitent un laser pour l'enregistrement, mais plus récemment, des techniques qui peuvent enregistrer des hologrammes avec une lumière ambiante ou une lumière émanant d'un échantillon ont été développées.
Il existe deux techniques principales qui peuvent y parvenir: l'une est appelée « Finch » et utilise un capteur d'image 2D qui est suffisamment rapide pour enregistrer des films, mais est limité à la lumière visible et à une vue imprenable, tandis que l'autre est appelée « OSH », qui utilise un capteur à un pixel et peut enregistrer à travers des supports de diffusion et avec la lumière à l'extérieur du spectre visuel, mais ne peut enregistrer pratiquement les images d'objets que moindres.
Le chercheur en optique appliquée par l'Université de Kobe, Yoneda Naru, a voulu créer une technique d'enregistrement holographique qui combine le meilleur des deux mondes.
Pour lutter contre le point faible limitant la vitesse d'Osh, lui et son équipe ont construit une configuration qui utilise un « dispositif de micromirreur numérique à grande vitesse » pour projeter sur l'objet les modèles nécessaires à l'enregistrement de l'hologramme.
« Cet appareil fonctionne à 22 kHz, tandis que les appareils précédemment utilisés ont un taux de rafraîchissement de 60 Hz. Il s'agit d'une différence de vitesse équivalente à la différence entre une personne âgée qui fait une promenade détendue et un train à grande vitesse japonais », explique Yoneda.
Dans le journal Optics Expressl'équipe de l'Université de Kobe a publié les résultats de ses expériences de preuve de concept. Ils montrent que leur configuration peut non seulement enregistrer des images 3D d'objets en mouvement, mais ils pourraient également construire un microscope qui peut enregistrer un film holographique via un objet de diffusion légère – un crâne de souris pour être précis.
Certes, la fréquence d'images d'un peu plus d'un cadre par seconde était encore assez faible. Mais Yoneda et son équipe ont montré dans les calculs qu'ils pouvaient en théorie obtenir cette fréquence d'images jusqu'à 30 Hz, ce qui est une fréquence d'écran standard. Cela serait réalisé grâce à une technique de compression appelée «échantillonnage clairsemé», qui fonctionne en n'enregistrant pas toutes les portions de l'image tout le temps.
Alors, où pourrons-nous voir un tel hologramme? Yoneda dit: « Nous nous attendons à ce que cela soit appliqué à une observation biologique tridimensionnelle mini-dimensionnelle, car elle peut visualiser des objets se déplaçant derrière un milieu de diffusion. Mais il y a encore des obstacles à surmonter. Nous devons augmenter le nombre de points d'échantillonnage, ainsi que la qualité de l'image.
« Pour cela, nous essayons maintenant d'optimiser les modèles que nous projetons sur les échantillons et d'utiliser des algorithmes d'apprentissage en profondeur pour transformer les données brutes en image. »
