4D-Bildgebung mit Flüssigkristall-Mikrolinsen
Adapted from ACS Nano 2019, DOI: 10.1021/acsnano.9b07104
Polarisiertes Licht enthält Wellen, die sich in einer einzigen Ebene bewegen, während unpolarisiertes Licht, wie beispielsweise von der Sonne, Wellen enthält, die sich in alle Richtungen bewegen. Licht kann polarisiert werden, indem es von Objekten reflektiert wird, und das Erkennen dieser Art von Licht könnte versteckte Informationen aufdecken. So können beispielsweise Krebszellen polarisiertes Licht anders reflektieren als gesundes Gewebe. Wei Hu, Yan-Qing Lu und Kollegen wollten ein tragbares, kostengünstiges und einfach zu bedienendes Mikroobjektiv entwickeln, um gleichzeitig 3D-Raum- und Polarisationsinformationen zu erfassen und so 4D-Bilder zu erzeugen.
Für die Herstellung ihrer Mikrolinsen verwendeten die Forscher Flüssigkristalle, Materialien, die in den meisten elektronischen Displays zu finden sind. Mit einem Selbstmontageprozess strukturierten sie Arrays von Flüssigkristall-Mikrolinsen zu konzentrischen Kreisen. Mit einem polarisierten Lichtmikroskop bildeten die Forscher Objekte wie ein Kreuz oder den Buchstaben "E" unter verschiedenen Richtungen des linear polarisierten Lichts ab. Mikrolinsen in der Anordnung bildeten das Objekt je nach Abstand vom Objekt (Tiefe) und Richtung des polarisierten Lichts unterschiedlich ab und erzeugten 4D-Informationen. Obwohl die Auflösung verbessert werden muss, könnte die Technik eines Tages in Anwendungen wie medizinische Bildgebung, Kommunikation, Displays, Informationsverschlüsselung und Fernerkundung eingesetzt werden, sagen die Forscher.
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