4-D billeddannelse med flydende krystal mikrolinser

De fleste billeder taget med et kameralinsen er flade og todimensionale. I stigende grad, 3D-billeddannelsesteknologier giver den afgørende kontekst af dybde til videnskabelige og medicinske anvendelser. 4-D billeddannelse, som tilføjer oplysninger om lyspolarisering, kunne åbne op for endnu flere muligheder, men normalt er udstyret omfangsrigt, dyrt og kompliceret. Nu, forskere rapporterer i ACS Nano har udviklet selvsamlende flydende krystal mikrolinser, der kan afsløre 4-D information i et øjebliksbillede.

Polariseret lys indeholder bølger, der bølger sig i et enkelt plan, der henviser til, at upolariseret lys, sådan som fra solen, indeholder bølger, der bevæger sig i alle retninger. Lys kan blive polariseret ved at reflektere fra objekter, og detektering af denne type lys kan afsløre skjult information. For eksempel, kræftceller kan reflektere polariseret lys anderledes end sunde væv. Wei Hu, Yan-Qing Lu og kolleger ønskede at udvikle en bærbar, billig og brugervenlig mikrolinse til samtidig at erhverve 3D-rum- og polarisationsinformation, og derved producere 4-D billeder.

For at lave deres mikrolinser, forskerne brugte flydende krystaller, materialer, der findes i de fleste elektroniske displays. Med en selvmonteringsproces, de mønstrede arrays af flydende krystal mikrolinser i koncentriske cirkler. Forskerne brugte et polariseret optisk mikroskop til billedobjekter, såsom et kryds eller bogstavet "E, "under forskellige retninger af lineært polariseret lys. Mikrolinser i arrayet afbildede objektet forskelligt, afhængigt af deres afstand til objektet (dybde) og retningen af ​​polariseret lys, producerer 4-D information. Selvom opløsningen skal forbedres, teknikken kunne en dag bruges i applikationer som medicinsk billeddannelse, kommunikation, viser, informationskryptering og fjernmåling, siger forskerne.