Лазер может улучшить качество изображений

Поиск лучших источников света для высокотехнологичных систем визуализации в последние годы стал предметом многих исследований и экспериментов. Одна из перспективных технологий, сочетающая яркость традиционных лазеров с малым искажением изображения светодиодов, разработана в Йельском университете.

Ожидается, что она позволит повысить качество биомедицинских изображений, фотолитографии, голографии, лазерных проекторов, в частности, устранив проблему спеклов. Так называют пятнистую световую картину, которая создается из-за дифракции высококогерентного луча традиционных лазеров при отражении от большинства обычных (имеющих беспорядочную текстуру) поверхностей. Спекл-структуры искажают изображения, что заставило отказаться от лазеров во многих приложениях, заменив их светодиодами. Последние, однако, имеют невысокую яркость, которой недостаточно для задач высокоскоростной визуализации.
1
Новый полупроводниковый лазер с электронной накачкой предлагает решение этой проблемы. Его излучение имеет высокую интенсивность, но низкую пространственную когерентность.

Конструкция и принцип работы лазера на хаотических полостях (chaotic cavity laser) описываются в онлайновой статье, опубликованной в PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Спеклы принято считать визуально отсутствующими если вызванные ими флуктуации яркости не превышают 4% по всему полю изображения. Как показано в статье, обычные лазеры имеют спекл-контраст примерно 50%, тогда как для нового устройства на хаотических полостях этот параметр оценивается всего в 3%. Это позволило авторам заявить о полном устранении проблемы визуализации когерентных артефактов.

Один из авторов, профессор физики Дуглас Стоун (A. Douglas Stone), называет эту работу ярким примером того, как абстрактные академические исследования приобретают важное практическое значение. «Все базовые работы были мотивированы желанием узнать больше о некоторых классах лазеров — беспорядочных и хаотических — не имевших известных приложений. Но, в конечном итоге, благодаря вкладу от других дисциплин, мы открыли, что эти лазеры уникально приспособлены для решения широкого класса проблем визуализации и микроскопии».