Alcuni ricercatori della Northwestern University hanno inventato l’olografia a lunghezza d'onda sintetica, un nome complesso che indica un nuovo metodo fotografico che funziona disperdendo indirettamente la luce coerente su oggetti nascosti, che poi si disperde di nuovo e ritorna a una fotocamera. Da lì, un algoritmo ricostruisce il segnale luminoso diffuso per rivelare gli oggetti nascosti. Grazie alla sua alta risoluzione temporale, il metodo ha anche il potenziale per immaginare oggetti in rapido movimento, come il cuore che batte attraverso il petto o le auto che sfrecciano dietro un angolo di strada. Insomma può vedere anche l’invisibile.
Il campo di ricerca relativamente nuovo degli oggetti di imaging dietro occlusioni o mezzi di dispersione è chiamato imaging non-line-of-sight (NLoS). Rispetto alle tecnologie di imaging NLoS correlate, il metodo Northwestern è in grado di acquisire rapidamente immagini a pieno campo di grandi aree con precisione submillimetrica. Con questo livello di risoluzione, la fotocamera computazionale potrebbe potenzialmente visualizzare attraverso la pelle per vedere anche i più piccoli capillari al lavoro.
Il metodo ha un evidente potenziale per l'imaging medico non invasivo, i sistemi di navigazione di allerta precoce per le automobili e l'ispezione industriale in spazi strettamente ristretti, ma i ricercatori ritengono che le potenziali applicazioni siano infinite. "Se hai mai provato a far brillare una torcia attraverso la tua mano, allora hai sperimentato questo fenomeno", ha detto Florian Willomitzer, primo autore dello studio. "Vedi un punto luminoso dall'altra parte della tua mano, ma, teoricamente, dovrebbe esserci un'ombra proiettata dalle tue ossa, che rivela la struttura delle ossa. Invece, la luce che passa le ossa viene dispersa all'interno del tessuto in tutte le direzioni, sfocando completamente l'immagine dell'ombra.
L'obiettivo, quindi, è quello di intercettare la luce diffusa al fine di ricostruire le informazioni inerenti al suo tempo di viaggio per rivelare l'oggetto nascosto. Ma questo presenta la sua sfida. "Niente è più veloce della velocità della luce, quindi se vuoi misurare il tempo di viaggio della luce con alta precisione, allora hai bisogno di rilevatori estremamente veloci", ha detto Willomitzer. "Tali rilevatori possono essere terribilmente costosi".
Per eliminare la necessità di rilevatori veloci, Willomitzer e i suoi colleghi hanno unito le onde luminose di due laser al fine di generare un'onda luminosa sintetica che può essere specificamente adattata all'imaging olografico in diversi scenari di scattering. Nel corso degli anni, ci sono stati molti tentativi di imaging NLoS per recuperare immagini di oggetti nascosti. Ma questi metodi in genere hanno uno o più problemi. Hanno una bassa risoluzione, un campo angolare estremamente piccolo di considerazione, richiedono una scansione raster dispendiosa in termini di tempo o necessitano di ampie aree di sondaggio per misurare il segnale luminoso diffuso.
La nuova tecnologia, tuttavia, supera questi problemi ed è il primo metodo per l'imaging dietro gli angoli e attraverso mezzi di scattering che combina alta risoluzione spaziale, alta risoluzione temporale, una piccola area di sondaggio e un ampio campo visivo angolare. Ciò significa che la fotocamera può eseguire l'immagine di piccole caratteristiche in spazi strettamente ristretti e di oggetti nascosti in grandi aree ad alta risoluzione, anche quando gli oggetti sono in movimento.