Vendo onde a luz não chega e onde a vista não alcança

Com informações da BBC - 27/07/2012

A nova técnica dispensa o laser e trabalha com luz natural, usando um dispositivo chamado Modulador Espacial de Luz.
[Imagem: Ori Katz et al./Nature Photonics]

Espalhamento óptico

Cientistas descobriram uma maneira nova e mais simples de obter imagens através do espalhamento óptico - ou difusão - gerado por materiais como um vidro fosco ou a pele humana.

A exemplo de demonstrações anteriores, a tecnologia permite até mesmo "ver o que está além da esquina".

Nos últimos anos, a maior parte das pesquisas tem-se concentrado na correção da dispersão da luz, principalmente para aplicações médicas.

Mas a nova técnica é rápida, simples e usa a luz natural, em vez de lasers, usando uma abordagem do tipo "se não pode ir contra ele [o espalhamento], então junte-se a ele".

Modulador espacial de luz

Os pesquisadores usaram um dispositivo chamado modulador espacial de luz para "desfazer" o espalhamento da luz que torna os objetos opacos.

Uma câmera capaz de ver além da esquina ganhou muita atenção recentemente, quando pesquisadores usaram uma série de pulsos de laser para iluminar uma cena e descobrir o que havia "além da curva" analisando a temporização das reflexões.

Aquele protótipo é apenas um dentre vários esforços de pesquisa que tentam resolver o problema do espalhamento óptico.

Mas, para algumas aplicações, essa abordagem de "tempo de voo" que a câmera a laser utiliza não é suficiente.

"Se você quer visualizar um embrião em desenvolvimento dentro de um ovo, mas a casca do ovo dispersa tudo, ou se você quer olhar através da pele, o espalhamento é o maior inimigo, e tempo de voo não é uma boa solução," explicou Yaron Silberberg, orientador do novo estudo.

Para estes tipos de problemas, o professor Silberberg e seus colegas levaram os moduladores espaciais de luz (MELs) além dos seus limites.

Em cima, a letra A original, vista diretamente; no centro, ela está coberta pelo filme plástico opaco; embaixo, como ela foi vista pela nova técnica, quando o filme plástico continuava à sua frente.
[Imagem: Ori Katz]

Vendo através de materiais opacos

Os MELs modificam aquilo que é conhecido como a fase de um feixe de luz. Como acontece quando as ondas no oceano atingem as rochas ou os surfistas, as ondas de luz podem ter sua velocidade diminuída ou serem redirecionadas quando batem em materiais não-transparentes.

Esses dispositivos são constituídos com uma matriz de pixels que podem corrigir seletivamente esse espalhamento brecando algumas partes do feixe e permitindo que outras passem intactas - quando um campo elétrico é aplicado a um pixel, ele altera a velocidade com que a luz passa através dele.

A equipe configurou seu "super modulador espacial de luz" para uma lâmpada comum cuja luz incidia em filme plástico fortemente translúcido, e permitiu que um software ajustasse o MEL automaticamente até que ele conseguisse obter uma imagem clara da lâmpada através do filme.

Mantendo o MEL com essa configuração, eles foram capazes de obter imagens nítidas de outros objetos através do filme - o modulador espacial de luz efetivamente transforma o filme em uma folha quase transparente.

"O que nós mostramos é que você não precisa de lasers. Todo o mundo estava fazendo isso com lasers, e nós mostramos que você pode fazê-lo com a luz incoerente de uma lâmpada, ou do sol - a luz natural," disse o pesquisador.

Vendo além da esquina

Mas a equipe percebeu que a mesma abordagem poderia funcionar para a reflexão - isto é, não com a luz passando através de um material de dispersão, mas sendo refletido para fora dele, como é o caso da luz refletida sobre uma parede.

Eles mostraram que a técnica funciona também quando a luz de um objeto é refletida por uma folha de papel.

O MEL consegue "aprender" como desfazer o efeito de dispersão do papel, tornando-se um refletor quase perfeito - é quase como se o papel virasse um espelho.

Segredos internos

"Você pode tomar um pedaço de parede e efetivamente transformá-lo em um espelho, e esta é a parte que faz todo mundo levantar uma sobrancelha," brinca o pesquisador.

No entanto, segundo ele, o principal uso para a técnica estará em estudos biológicos e médicos.

Além de exames não invasivos, a técnica abre a possibilidade de fazer imagens muito claras através da massa cinzenta do cérebro, criando uma classe totalmente nova de imagens neurológicas.

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