¿Cómo hacer fotografías a través de objetos opacos?

Es el sueño de espías y adolescentes a la vez: cómo fotografíar algo a través de un objeto opaco.

Esto siempre ha sido imposible debido a que la luz se esparce tan mal cuando viaje a través de un medio opaco que es imposible reconstruir la imagen original. O eso creíamos.

Hoy, Sebastian Popoff y sus compañeros del Instituto Langevin de París muestran cómo se puede conseguir con la ayuda de algún truco matemático.

Si se envía un rayo láser a través de un medio opaco, lo único que aparecerá al otro lado son puntos: el rayo habrá sido mezclado de una forma que parece aleatoria al rebotar con el objeto y sufre interferencias dentro del material.

Pero Popoff y compañía aseguran que, a pesar de la complejidad del proceso, la forma en la que se esparce la luz es completamente determinística. No se pierde ninguna información cuando la luz se difunde. Esto significa que podría ser posible extraer esa información. La pregunta es cómo.

Imágenes opacas

Conseguir imágenes a través de cuerpos opacos. Technology Review.

Popoff y sus compañeros utilizan un enfoque que consiste en pensar en el patrón de esparcimiento como si estuviese provocado por la sucesión de complicados canales ópticos. Reconstruir la imagen es, por tanto, un problema de procesamiento inverso.

Pero ¿cómo encontrar el operador, la matriz de transmisión, como la llama Popoff?

Sencillo, dicen. Simplemente se deben envíar varios frentes de onda conocidos a través del material y grabar cómo se distorsionan. La matriz de transmisión puede, posteriormente ser deducida por la diferencia entre los frentes de onda proyectados y transmitidos. Este proceso tarda sólo unos minutos, dicen.

Y eso es exactamente lo que han hecho utilizando un modulador de luz espacial para crear frentes de onda adecuados e imágenes para enviar a través de una capa opaca de óxido de cinc en una placa de cristal microscópico.

La capa de óxido de cinc convierte cualquier imagen en un espectro que parece aleatorio. Popoff y compañía reconstruyeron el original utilizando la matriz de transmisión (en realidad su inversa).

Hay otra complejidad adicional: ruido. Resulta que el ruido modifica de forma importante la matriz de transmisión por lo que incluso pequeñas cantidades arruinan el proceso de reconstrucción.

Para solventar esto, el equipo iluminó el objeto que iba a ser fotografíado con varios frentes de onda y midió la matriz de transmisión para cada uno. Es el equivalente a enviar luz a través de varios canales diferentes y funciona como una especie de media que cancela el efecto del ruido.

Es un trabajo interesante que está inspirado en técnicas que han estado disponibles para la acústica durante algún tiempo. Un miembro del equipo es Mathias Fink, que inventó los espejos de tiempo inverso en los 90.

La pregunta ahora es para qué utilizar el dispositivo. Tiene algunas limitaciones, la más obvia es que tiene que pasar al menos algo de luz a través del material para que la técnica funcione. Cualquier cosa que absorba la luz completamente seguirá siendo opaca por lo que los adolescentes que esperaban poder ver el interior de las habitaciones estarán decepcionados. El material también ha de ser material, lo que descarta algunos tipos de materiales extraños.

Quitando eso, en el resto funciona bien. Y por supuesto, debería funcionar para imágenes reflejadas y transmitidas, por lo que podría convertir un muro normal en un espejo perfecto.

Este artículo ha sido traducido de Technology Review y publicado bajo licencia CC by-sa

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