Imágenes 3D en tiempo de vuelo a través de fibras ópticas multimodo

Área de la Ciencia:

• Óptica y fotónica
• Tecnologías de imágenes 3D
• Ingeniería biomédica

Sus antecedentes:

• Las imágenes 3D de tiempo de vuelo (ToF) se basan en la medición de los tiempos de ida y vuelta del pulso láser.
• Los sistemas ToF convencionales utilizan ópticas de gran tamaño (de centímetros de diámetro).
• Los métodos existentes son limitados en aplicaciones que requieren sistemas de imagen miniaturizados o flexibles.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar imágenes 3D de velocidad cercana al video a través de fibras ópticas multimodo.
• Para permitir la resolución de profundidad en microendoscopios ultrafinos.
• Explorar aplicaciones en la inspección clínica y remota.

Principales métodos:

• Utilizó el modelado del frente de onda para la corrección de la aberración sincronizada con una fuente láser pulsada.
• Implementó una técnica de escaneo para capturar ~ 23,000 puntos por segundo.
• Se utilizan fibras multimodo con un diámetro de núcleo pequeño (50 micrómetros) y una apertura total de unos pocos cientos de micrómetros.

Principales resultados:

• Logró imágenes 3D de velocidad cercana al video a través de fibras ópticas.
• Imagen de objetos en movimiento a varios metros del extremo de la fibra.
• Tasa de fotogramas demostrada de aproximadamente 5 Hz con una fibra de ~ 40 cm de largo y un diámetro de núcleo de 50 micrómetros.

Conclusiones:

• Esta técnica avanza significativamente las imágenes 3D a través de sistemas ópticos miniaturizados.
• El método desarrollado proporciona capacidades de resolución de profundidad de campo lejano para microendoscopios.
• Se espera que permita nuevas aplicaciones clínicas y de inspección a distancia.