Fotón balístico
La luz balística , también conocida como fotones balísticos , son fotones de luz que han viajado a través de un medio disperso ( turbio ) en línea recta.
Cuando los pulsos de luz láser pasan a través de un medio turbio, como la niebla o el tejido corporal , la mayoría de los fotones se dispersan o se absorben . Sin embargo, en distancias cortas, unos pocos fotones pasan a través del medio de dispersión en línea recta. Estos fotones coherentes se denominan fotones balísticos. Los fotones que están ligeramente dispersos, pero que conservan cierto grado de coherencia , se denominan fotones de serpiente .
El objetivo de las modalidades de imágenes balísticas es detectar de manera eficiente los fotones balísticos que transportan información útil, mientras se rechazan los fotones no balísticos. Para realizar esta tarea, se utilizan características específicas de los fotones balísticos frente a los fotones no balísticos, como el tiempo de vuelo a través de imágenes controladas por coherencia, la colimación , la propagación del frente de onda y la polarización . [1] Los fotones "cuasibalísticos" ligeramente dispersos también se miden a menudo para aumentar la "fuerza" de la señal (es decir, la relación señal-ruido ).
Los fotones balísticos tienen muchas aplicaciones, especialmente en sistemas de imágenes médicas de alta resolución . Los escáneres balísticos (que utilizan puertas de tiempo ultrarrápidas) y la tomografía de coherencia óptica (OCT) (que utiliza el principio de interferometría ) son solo dos sistemas de imágenes populares que se basan en la detección de fotones balísticos para crear imágenes limitadas por difracción . Las ventajas sobre otras modalidades de imágenes existentes (por ejemplo, ultrasonidos y resonancia magnética ) es que las imágenes balísticas pueden lograr una resolución más alta en el orden de 1 a 10 micrómetros, sin embargo, sufren de una profundidad de imagen limitada.
Debido a la reducción exponencial de los fotones balísticos a medida que aumenta el espesor del medio de dispersión, las imágenes suelen tener una cantidad baja de fotones por píxel, lo que genera ruido de disparo . El procesamiento de imágenes digitales y la reducción de ruido se aplican a menudo para reducir ese ruido.
Véase también
Referencias
- ^ Lihong V. Wang; Hsin-i Wu (26 de septiembre de 2012). Óptica biomédica: principios e imágenes. John Wiley & Sons. pp. 3–. ISBN 978-0-470-17700-6.
- K. Yoo y RR Alfano, "Componentes coherentes e incoherentes resueltos en el tiempo de la dispersión de luz frontal en medios aleatorios", Optics Letters 15, 320–322 (1990).
- L Wang, PP Ho, C Liu, G Zhang, RR Alfano "Imágenes balísticas en 2D a través de paredes de dispersión utilizando una compuerta Kerr óptica ultrarrápida" 16 de agosto de 1991 [1]
- KM Yoo y RR Alfano "Componentes coherentes e incoherentes resueltos en el tiempo de la dispersión de luz hacia adelante en medios aleatorios" 1990 [2]
- KM Yoo, Feng Liu y RR Alfano "¿Cuándo falla la aproximación de difusión para describir el transporte de fotones en medios aleatorios?" 28 de mayo de 1990 [3]
- S. Farsiu, J. Christofferson, B. Eriksson, P. Milanfar, B. Friedlander, A. Shakouri, R. Nowak, "Detección estadística y obtención de imágenes de objetos ocultos en medios turbios utilizando fotones balísticos", Applied Optics , vol. 46, núm. 23, págs. 5805–5822, agosto de 2007.
