Os pesquisadores da UCLA criaram um novo tipo de gerador de imagens que pode capturar recursos muito menores do que as limitações dos sistemas ópticos tradicionais. Esta inovação tem o potencial de revolucionar campos como bioimagem, litografia e ciência dos materiais. A pesquisa foi publicada na revista eLight.

O limite tradicional de resolução em imagens ópticas, conhecido como limite de difração, restringe a capacidade de ver detalhes menores que metade do comprimento de onda da luz. Este novo gerador de imagens supera esse obstáculo ao empregar codificação difrativa de imersão em sólido de informações espaciais.

A luz do objeto interage primeiro com um material de alto índice que é estruturado espacialmente usando um código físico otimizado, que codifica informações de alta frequência além do limite de difração tradicional . Então, um decodificador difrativo otimizado em conjunto com o material do codificador processa essa informação codificada e cria uma imagem ampliada do objeto, revelando características de subcomprimento de onda.

Este sistema de imagem e suas estruturas espaciais, como parte dos materiais do codificador e decodificador, são projetados usando otimização baseada em aprendizagem profunda. O gerador de imagens inteligente resultante é particularmente compacto, com um design com espessura inferior a 100 vezes o comprimento de onda da luz. Ele também oferece a vantagem de realizar diretamente a recuperação quantitativa da fase, eliminando a necessidade de processamento de computador demorado e que consome muita energia.

Os pesquisadores testaram com sucesso o gerador de imagens em frequências terahertz e demonstraram sua capacidade de resolver características tão pequenas quanto /3,4 (onde  é o comprimento de onda ). Eles também mostraram que o gerador de imagens pode lidar com vários tipos de objetos, incluindo estruturas de fase e amplitude.

Esta nova abordagem tem potencial para ser altamente adaptável a diferentes partes do espectro eletromagnético. Ao dimensionar fisicamente os recursos de difração, o gerador de imagens pode ser projetado para funcionar com diferentes comprimentos de onda de iluminação sem a necessidade de reprojetar.

Os pesquisadores acreditam que este gerador de imagens difrativas de imersão sólida, devido ao seu tamanho compacto, economia e capacidade de capturar características de subcomprimentos de onda, levará a avanços significativos em bioimagem, detecção e inspeção de materiais.