Фантомная волоконно-оптическая 3D-эндоскопия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложен новый тип фантомной волоконной эндоскопии, позволяющей получать фантомные изображения трехмерных оптически прозрачных объектов. Метод основан на корреляции по пространству и времени пучков света, формируемых в жгуте одномодовых волокон, освещаемом в поперечном направлении фемтосекундными лазерными импульсами. Разрешение по глубине объекта достигается с помощью оригинального алгоритма восстановления изображений, использующего как свойства фемтосекундного излучения, так и особенности распространения света в неоднородно рассеивающей среде. Работоспособность предлагаемого метода подтверждена численным моделированием на примере октаэдра со слоистой структурой.

Об авторах

А. В. Белинский

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: belinsky@physics.msu.ru
119991, г. Москва, Россия

П. П. Гостев

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: gostev.pavel@physics.msu.ru
119991, г. Москва, Россия

С. А. Магницкий

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: sergeymagnitskiy@gmail.com
119991, г. Москва, Россия

А. С. Чиркин

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: aschirkin@physics.msu.ru
119991, г. Москва, Россия

Список литературы

  1. M. P. Edgar, G.M. Gibson, M. J. Padgett, Nature Photon. 13, 13 (2019).
  2. M. F. Duarte, M.A. Davenport, D. Takhar, J.N. Laska, T. Sun, K.F. Kelly, and R.G. Baraniuk, IEEE Sig. Pro. Mag. 25, 83 (2008).
  3. Z. Zhang, X. Ma, and J. Zhong, Nat. Commun. 6, 1 (2015).
  4. Z. Zhang, X. Wang, G. Zheng, and J. Zhong, Opt. Express 25, 19619 (2017).
  5. L. Martınez-Le'on, P. Clemente, Y. Mori, V. Climent, J. Lancis, and E. Tajahuerce, Opt. Express 25, 4975 (2017).
  6. B. Lochocki, A. Gambın, S. Manzanera, E. Irles, E. Tajahuerce, J. Lancis, and P. Artal, Optica 3, 1056 (2016).
  7. R. Dutta, S. Manzanera, A. Gambın-Regadera, E. Irles, E. Tajahuerce, J. Lancis, and P. Artal, Biomed. Opt. Express 10, 4159 (2019).
  8. N. Radwell, K. J. Mitchell, G.M. Gibson, M. P. Edgar, R. Bowman, and M. J. Padgett, Optica 1, 285 (2014).
  9. P. Clemente, V. Dur'an, E. Tajahuerce, P. Andr'es, V. Climent, and J. Lancis, Opt. Lett. 38, 2524 (2013).
  10. P. Clemente, V. Duran, E. Tajahuerce, and J. Lancis, Phys. Rev. A 86, 041803 (2012).
  11. D.B. Phillips, M.-J. Sun, J.M. Taylor, M.P. Edgar, S.M. Barnett, G.M. Gibson, and M. J. Padgett, Sci. Adv. 3, e1601782 (2017).
  12. Z. Wei, J. Zhang, Z. Xu, Y. Liu, Y. Huang, and X. Fan, IEEE Photonics J. 11, 1 (2019).
  13. Y.Wang, F. Wang, R. Liu, P. Zhang, H. Gao, and F. Li, Opt. Express 27, 5973 (2019).
  14. F. Magalh˜aes, F. M. Ara'ujo, M. Correia, M. Abolbashari, and F. Farahi, Opt. Eng. 51, 071406 (2012).
  15. K. Shibuya, T. Minamikawa, Y. Mizutani, H. Yamamoto, K. Minoshima, T. Yasui, and T. Iwata, Opt. Express 25, 21947 (2017).
  16. B. Sun, M. P. Edgar, R. Bowman, L.E. Vittert, S. Welsh, A. Bowman, and M. J. Padgett, Science 340, 844 (2013).
  17. Z. Zhang, S. Liu, J. Peng, M. Yao, G. Zheng, and J. Zhong, Optica 5, 315 (2018).
  18. C. Zhang, W. He, B. Han, M. Liao, D. Lu, X. Peng, and C. Xu, Opt. Express 27, 13469 (2019).
  19. Z. Zhang, S. Jiao, M. Yao, X. Li, and J. Zhong, Opt. Express 26, 14578 (2018).
  20. Д.П. Агапов, И.А. Беловолов, П.П. Гостев, С.А. Магницикй, Д.Н. Фроловцев, А.С. Чиркин, ЖЭТФ 162, 215 (2022)
  21. D. Agapov, I. Belovolov, P. Gostev, S. Magnitskii, D. Frolovtsev, and A. Chirkin, JETP 135(2), 188 (2022).
  22. A. Gatti, E. Brambilla, M. Bache, and L.A. Lugiato, Phys. Rev. A 70, 013802 (2004).
  23. Д.А. Балакин, Д.П. Агапов, П.П. Гостев, С.А. Магницкий, Д.Н. Фроловцев, А.С. Чиркин,ЖЭТФ 162, 569 (2022)
  24. D.A. Balakin, D.P. Agapov, P.P. Gostev, S.A. Magnitskiy, D.N. Frolovtsev, and A. S. Chirkin, JETP 135(6), 779 (2022).
  25. P.-A. Moreau, E. Toninelli, T. Gregory, and M. J. Padgett, Laser and Photonics Reviews 12, 1700143 (2018).
  26. Ю.П. Пытьев, Методы математического моделирования измерительно-вычислительных систем, Физматлит, М. (2012).
  27. D. Balakin, A. Belinsky, and A. Chirkin, Quant. Inform. Proc. 18, 1 (2019).
  28. A. Chirkin, P. Gostev, D. Agapov, and S. Magnitskiy, Las. Phys. Lett. 15, 115404 (2018).
  29. S. Magnitskiy, D. Agapov, and A. Chirkin, Opt. Lett. 45, 3641 (2020).
  30. S. Magnitskiy, D. Agapov, I. Belovolov, P. Gostev, D. Frolovtsev, and A. Chirkin, Moscow Univer. Phys. Bull. 76, 424 (2021).
  31. S. Magnitskiy, D. Agapov, and A. Chirkin, Opt. Lett. 47, 754 (2022).
  32. А.В. Белинский, Д.Н. Клышко, ЖЭТФ 105, 487 (1994).
  33. B. I. Erkmen and J.H. Shapiro, Adv. Opt. Phot. 2, 405 (2010).
  34. А.В. Белинский,Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии 3, 198 (1983).
  35. P.P. Gostev, ghost_images, https://github.com/vongostev/ghost_images.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023