குவாண்டம் பேய் இமேஜிங் (Quantum ghost imaging) மூலம் பெறப்பட்ட முதல் 3D அளவீடுகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்துள்ளனர். புதிய நுட்பம் ஒரு ஃபோட்டான் மட்டத்தில் 3D இமேஜிங்கை செயல்படுத்துகிறது. இது எந்த அளவீட்டிற்கும் சாத்தியமான குறைந்த ஃபோட்டான் அளவை அளிக்கிறது.
“ஒற்றை ஃபோட்டான்கள் கொண்ட 3டி இமேஜிங் கண் பராமரிப்பு கண்டறிதல் போன்ற பல்வேறு உயிரியல் மருத்துவப் பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்” என்று ஜெர்மனியில் உள்ள ஃபிரான்ஹோஃபர் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் ஆப்ட்ரானிக்ஸ், சிஸ்டம் டெக்னாலஜிஸ் மற்றும் இமேஜ் எக்ஸ்ப்ளோயிட்டேஷன் மற்றும் கார்ல்ஸ்ரூ இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜி ஆகியவற்றின் ஆராய்ச்சியாளர் கார்ஸ்டன் பிட்ச் கூறினார்.
இது ஒளிக்கு உணர்திறன் கொண்ட படப் பொருட்கள் மற்றும் திசுக்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம் அல்லது சேதம் ஏற்படும் அபாயம் இல்லாமல் ஒளியை வெளிப்படுத்தும் போது நச்சுத்தன்மையுடையதாக மாறும். ஆப்டிகா பப்ளிஷிங் குரூப் ஜர்னலான அப்ளைடு ஆப்டிக்ஸ் இல், ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்களின் புதிய அணுகுமுறையை விவரிக்கின்றனர்.
இது புதிய ஒற்றை ஃபோட்டான் பனிச்சரிவு டையோடு (SPAD) வரிசை கண்டுபிடிப்பாளர்களை உள்ளடக்கியது. குவாண்டம் கோஸ்ட் இமேஜிங் மூலம் 3D இமேஜிங்கைச் செய்ய, அவர்கள் ஒத்திசைவற்ற கண்டறிதல் என்று அழைக்கப்படும் புதிய இமேஜிங் திட்டத்தைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.
“ஒத்திசைவற்ற கண்டறிதல் இராணுவ அல்லது பாதுகாப்பு பயன்பாடுகளுக்கும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஏனெனில் இது அதிக வெளிச்சம், கொந்தளிப்பு மற்றும் சிதறல் ஆகியவற்றின் விளைவுகளைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் கண்டறியப்படாமல் கண்காணிக்கப் பயன்படும்” என்று பிட்ச் கூறினார்.
ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங்கில் அதன் பயன்பாட்டை நாங்கள் ஆராய விரும்புகிறோம். இது மிகக் குறைந்த ஃபோட்டான் அளவைப் பயன்படுத்தும் போது பல நிறமாலைப் பகுதிகளை ஒரே நேரத்தில் பதிவு செய்ய அனுமதிக்கும். இது உயிரியல் பகுப்பாய்விற்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
மூன்றாவது பரிமாணத்தைச் Quantum ghost imaging சேர்த்தல்:
குவாண்டம் கோஸ்ட் இமேஜிங், ஃபோட்டான் ஜோடியின் ஒரு உறுப்பினர் மட்டுமே பொருளுடன் தொடர்பு கொள்ளும் ஃபோட்டான் ஜோடிகளைப் பயன்படுத்தி படங்களை உருவாக்குகிறது. ஒவ்வொரு ஃபோட்டானுக்கான கண்டறிதல் நேரம் சிக்கிய ஜோடிகளை அடையாளம் காண பயன்படுத்தப்படுகிறது.
இது ஒரு படத்தை மறுகட்டமைக்க அனுமதிக்கிறது. இந்த அணுகுமுறை மிகக் குறைந்த ஒளி மட்டங்களில் இமேஜிங்கை அனுமதிப்பது மட்டுமல்லாமல், படமெடுக்கப்படும் பொருள்கள் இமேஜிங்கிற்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஃபோட்டான்களுடன் தொடர்பு கொள்ள வேண்டியதில்லை.
குவாண்டம் கோஸ்ட் இமேஜிங்கிற்கான முந்தைய அமைப்புகள் 3D இமேஜிங் திறன் கொண்டவை அல்ல. ஏனெனில் அவை தீவிரப்படுத்தப்பட்ட சார்ஜ்-கபுல்டு டிவைஸ் (ICCD) கேமராக்களை நம்பியிருந்தன. இந்த கேமராக்கள் நல்ல இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனைக் கொண்டிருந்தாலும், அவை நேரத்தைக் கொண்டவை மற்றும் ஒற்றை ஃபோட்டான்களை சுயாதீனமான தற்காலிக கண்டறிதலை அனுமதிக்காது.
இந்தச் சிக்கலைத் தீர்க்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் லிடார் மற்றும் மருத்துவ இமேஜிங்கிற்காக உருவாக்கப்பட்ட புதிய ஒற்றை ஃபோட்டான் அவலாஞ்சி டையோடு (SPAD) வரிசைகளின் அடிப்படையில் ஒரு அமைப்பை உருவாக்கியுள்ளனர். இந்த டிடெக்டர்கள் பிரத்யேக டைமிங் சர்க்யூட்ரியுடன் கூடிய பல சுயாதீன பிக்சல்களைக் கொண்டுள்ளன.
இது பைக்கோசெகண்ட் தெளிவுத்திறனுடன் ஒவ்வொரு பிக்சலின் கண்டறிதல் நேரத்தையும் பதிவு செய்ய அனுமதிக்கிறது. புதிய அணுகுமுறையானது சிங்கிள் ஃபோட்டான் வெளிச்சத்துடன் 3D படங்களைப் பெற, இரண்டு சிக்னல் ஃபோட்டான்களைப் பயன்படுத்துகிறது. செயலற்ற ஃபோட்டான்களை பொருளின் மீது செலுத்துவதும், பின் சிதறிய ஃபோட்டான்களை சரியான நேரத்தில் கண்டறிவதும் இதில் அடங்கும்.
இதற்கிடையில், சிக்னல் ஃபோட்டான்கள் ஒரு பிரத்யேக கேமராவிற்கு அனுப்பப்படுகின்றன. இது நேரம் மற்றும் இடம் இரண்டிலும் முடிந்தவரை பல ஃபோட்டான்களைக் கண்டறியும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒவ்வொரு பிக்சலையும் கண்டறியும் நேரத்தை ஒற்றை-பிக்சல் கண்டறிதலுடன் சிக்கலை மறுகட்டமைப்புடன் ஒப்பிட்டனர். இது ஊடாடும் செயலற்ற ஃபோட்டான்களின் பறக்கும் நேரத்தையும், அதனுடன், பொருளின் ஆழத்தையும் தீர்மானிக்க அனுமதித்தது.
மாற்றியமைக்கக்கூடிய அமைப்பு:
மற்றொரு முக்கிய கண்டுபிடிப்பு, சிக்கிய ஃபோட்டான்களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் KTP படிகத்தின் கால இடைவெளியாகும். “இது ஏறக்குறைய எந்த மும்மடங்கு பம்ப்-சிக்னல்-ஐட்லருக்கும் மிகவும் திறமையான அரை-கட்ட பொருத்தத்தை அனுமதிக்கிறது மற்றும் வெளிச்சம் மற்றும் இமேஜிங்கிற்கான அலைநீளங்களை சுதந்திரமாக தேர்வு செய்ய அனுமதிக்கிறது” என்று பிட்ச் கூறினார்.
இது பல பயன்பாடுகள் அல்லது அலைநீளங்களுக்கு அமைவை மாற்றியமைக்க உதவுகிறது. இரண்டு வெவ்வேறு தனித்தனி அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி தங்கள் ஒத்திசைவற்ற கண்டறிதல் திட்டத்தின் 3D திறன்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிரூபித்தனர்.
ஒன்று, மைக்கேல்சன் இன்டர்ஃபெரோமீட்டரைப் போன்றது, இரண்டு இடஞ்சார்ந்த கைகளைப் பயன்படுத்தி படங்களைப் பெற்றது. இந்த அமைப்பு SPAD செயல்திறனை பகுப்பாய்வு செய்யவும், தற்செயல் கண்டறிதலை மேம்படுத்தவும் ஆராய்ச்சியாளர்களை அனுமதித்தது.
மற்ற அமைப்பு இலவச-வெளி ஒளியியலைப் பயன்படுத்தியது மற்றும் அதிக பயன்பாட்டை மையமாகக் கொண்டது. இரண்டு பிரிக்கப்பட்ட கைகளால் படம் எடுப்பதற்குப் பதிலாக, ஒரே கையில் இரண்டு பொருள்கள் படம் பிடிக்கப்பட்டன. அதிக வேலை தேவைப்பட்டாலும், இரண்டு அமைப்புகளும் புதிய நுட்பத்திற்கான ஆதார-ஆஃப்-கான்செப்ட் ஆர்ப்பாட்டமாக நன்றாக வேலை செய்தன.
வளிமண்டல அளவீடுகளுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும் தொலைநிலை கண்டறிதலுக்கு ஒத்திசைவற்ற கண்டறிதல் பயன்படுத்தப்படலாம், என்றும் சோதனைகள் காட்டுகின்றன. SPAD கேமராக்களுக்கு, டிடெக்டர் இயக்கப்பட்டிருக்கும் நேரத்தின் சதவீதத்தை விண்வெளி தீர்மானம் மற்றும் கடமை சுழற்சியை அதிகரிக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது SPAD உற்பத்தியாளருடன் இணைந்து பணியாற்றி வருகின்றனர்.
ஃபைபர்-இணைந்த ஐட்லர் டிடெக்டரைப் பதிலாக வேகமான ஃப்ரீ-ஸ்பேஸ் இணைந்த டிடெக்டரைப் பயன்படுத்தவும் அவர்கள் திட்டமிட்டுள்ளனர். இது சமீபத்தில் கிடைத்தது. இறுதியாக, ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங்கிற்கு அமைப்பைப் பயன்படுத்த அவர்கள் திட்டமிட்டுள்ளனர். இந்த அலைநீளங்களில் வேலை செய்யும் டிடெக்டர்கள் தேவையில்லாமல் முக்கியமான நடு அகச்சிவப்பு நிறமாலையில் இமேஜிங் செய்யப் பயன்படும்.
