Pesquisadores da Australian National University (ANU) desenvolveram uma nova maneira de criar um holograma quase perfeito na escuridão próxima.

Hologramas óticos são uma maneira inteligente de produzir uma imagem 3-D de um objeto. Eles têm vários usos - desde proteger nossos cartões de identificação contra falsificações, para imagens em tempo real de células vivas.

O novo avanço permitirá que os hologramas executem essas funções vitais e muito mais com muito menos luz.

De acordo com o Dr. Steve Lee, a qualidade de um holograma óptico geralmente está ligada ao brilho da luz do laser.

"Então nos perguntamos, como podemos fazer um holograma óptico na escuridão quase completa? ”Dr. Lee disse.

"Normalmente, se você formar um holograma óptico usando uma luz extremamente baixa, o holograma parecerá muito granulado, "Dr. Lee disse.

"Chamamos essa granulação de 'limite de ruído de tiro' - que também ocorre quando você fecha os olhos à noite. As manchas de luz que você vê estão, na verdade, onde seu olho é limitado pelo ruído de tiro."

A equipe de pesquisa encontrou uma maneira de contornar esse problema usando o aprendizado de máquina.

"Nós mostramos que usando muito pouca luz - quase escuro como breu em velocidades de imagem abaixo de um milissegundo - ainda podemos restaurar um holograma para fechar à condição perfeita."

O principal autor do estudo, Zhiduo Zhang, descreve o fato como a restauração de uma foto antiga granulada.

"Os detalhes da foto, como uma obra de arte histórica, podem ser recuperados por um especialista, "Sr. Zhang disse.

"Aqui, nosso especialista é uma máquina - chamada Holo-UNet. A máquina domina a aparência de um holograma ideal por milhares de ciclos de aprendizagem. Após o treinamento, em seguida, mostramos à máquina um holograma com muitas informações ópticas ausentes. Muito parecido com um pintor mestre, a máquina se lembra de como preencher digitalmente os fótons ausentes e, assim, restaurar o holograma a condições quase perfeitas. "

Os resultados do estudo podem ter implicações importantes para imagens biológicas.

"As células biológicas são muito sensíveis à luz e podem ser facilmente danificadas, "Dr. Lee disse.

"Os microscópios de luz existentes fazem imagens 3-D de células usando luz concentrada - o que não é ideal. Nosso método pode ser usado para rastrear células por longos períodos de tempo sob escuridão quase completa, sem nos preocuparmos com os danos causados ​​pela luz às células. Agora também podemos registrar hologramas de células vivas em menos de um centésimo de segundo com muito pouca luz, e ver eventos como a divisão celular com muito mais clareza. "

A pesquisa foi publicada na revista Biomedical Optics Express .