Fotones balísticos son los ligeros fotones que viajan a través de una dispersión ( turbia ) medio en línea recta. También conocida como luz balística . Si los pulsos de láser se envían a través de un medio turbio como la niebla o el tejido corporal , la mayoría de los fotones se dispersan o se absorben aleatoriamente. Sin embargo, en distancias cortas, algunos fotones atraviesan el medio de dispersión en línea recta. Estos fotones coherentes se denominan fotones balísticos. Los fotones que están ligeramente dispersos, conservando cierto grado de coherencia , se denominan fotones serpiente .
Si se detecta de manera eficiente, existen muchas aplicaciones para los fotones balísticos, especialmente en sistemas coherentes de imágenes médicas de alta resolución . Los escáneres balísticos (que utilizan puertas de tiempo ultrarrápido) y la tomografía de coherencia óptica (OCT) (que utiliza el principio de interferometría ) son solo dos de los sistemas de imágenes populares que se basan en la detección de fotones balísticos para crear imágenes con difracción limitada . Las ventajas sobre otras modalidades de imagen existentes (p. Ej., Ecografías y resonancia magnética ) es que la imagen balística puede lograr una resolución más alta del orden de 1 a 10 micrómetros, sin embargo, tiene una profundidad de imagen limitada. Además, también se miden a menudo fotones 'cuasi-balísticos' más dispersos para aumentar la 'fuerza' de la señal (es decir, la relación señal / ruido ).
Debido a la reducción exponencial (con respecto a la distancia) de los fotones balísticos en un medio de dispersión, a menudo se aplican técnicas de procesamiento de imágenes a las imágenes balísticas capturadas sin procesar, para reconstruir las de alta calidad. El objetivo de las modalidades de imágenes balísticas es rechazar los fotones no balísticos y retener los fotones balísticos que transportan información útil. 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 con compuerta de coherencia, colimación, propagación de frente de onda y polarización. [1]
Referencias
- ^ Lihong V. Wang; Hsin-i Wu (26 de septiembre de 2012). Óptica biomédica: principios e imágenes . John Wiley e hijos. págs. 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 directa en medios aleatorios”, Optics Letters 15, 320–322 (1990).
- S. Farsiu, J. Christofferson, B. Eriksson, P. Milanfar, B. Friedlander, A. Shakouri, R. Nowak, " Detección estadística e imágenes de objetos ocultos en medios turbios utilizando fotones balísticos ", Applied Optics , vol. 46, no. 23, págs. 5805–5822, agosto de 2007.