Cuando la primera película de larga duración realizada con el avanzado, proceso de tres colores de Technicolor estrenado en 1935, The New York Times declaró que "produjo en el espectador toda la emoción de estar de pie sobre un pico ... y vislumbrar un extraño, hermoso e inesperado mundo nuevo ".

El tecnicolor cambió para siempre la forma en que las cámaras y las personas veían y experimentaban el mundo que las rodeaba. Hoy dia, hay un nuevo precipicio, éste, ofreciendo vistas de un mundo polarizado.

Polarización, la dirección en la que vibra la luz, es invisible para el ojo humano (pero visible para algunas especies de camarones e insectos). Pero proporciona una gran cantidad de información sobre los objetos con los que interactúa. Las cámaras que ven luz polarizada se utilizan actualmente para detectar el estrés del material, mejorar el contraste para la detección de objetos, y analizar la calidad de la superficie en busca de abolladuras o rayones.

Sin embargo, como las primeras cámaras en color, Las cámaras sensibles a la polarización de la generación actual son voluminosas. Es más, a menudo dependen de piezas móviles y son costosas, limitando severamente el alcance de su aplicación potencial.

Ahora, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard John A. Paulson han desarrollado un Cámara portátil que puede captar la polarización en una sola toma. La cámara en miniatura, del tamaño de un pulgar, podría encontrar un lugar en los sistemas de visión de los vehículos autónomos. a bordo de aviones o satélites para estudiar la química atmosférica, o utilizarse para detectar objetos camuflados.

La investigación se publica en Ciencias .

"Esta investigación cambia las reglas del juego para las imágenes, "dijo Federico Capasso, el profesor Robert L. Wallace de física aplicada y el investigador principal Vinton Hayes en ingeniería eléctrica en SEAS y autor principal del artículo. "La mayoría de las cámaras solo pueden detectar la intensidad y el color de la luz, pero no pueden ver la polarización. Esta cámara es una nueva mirada a la realidad, permitiéndonos revelar cómo la luz es reflejada y transmitida por el mundo que nos rodea ".

"La polarización es una característica de la luz que cambia al reflejarse en una superficie, "dijo Paul Chevalier, becario postdoctoral en SEAS y coautor del estudio. "Basado en ese cambio, La polarización puede ayudarnos en la reconstrucción tridimensional de un objeto, para estimar su profundidad, textura y forma, y para distinguir los objetos hechos por el hombre de los naturales, incluso si tienen la misma forma y color ".

Para desbloquear ese poderoso mundo de polarización, Capasso y su equipo aprovecharon el potencial de las metasuperficies, estructuras a nanoescala que interactúan con la luz en escalas de tamaño de longitud de onda.

"Si queremos medir el estado de polarización total de la luz, necesitamos tomar varias fotografías en diferentes direcciones de polarización, "dijo Noah Rubin, primer autor del artículo y estudiante de posgrado en el Capasso Lab. "Los dispositivos anteriores usaban partes móviles o enviaban luz a lo largo de múltiples rutas para adquirir las múltiples imágenes, resultando en ópticas voluminosas. Una nueva estrategia utiliza píxeles de cámara con patrones especiales, pero este enfoque no mide el estado de polarización total y requiere un sensor de imágenes no estándar. En este trabajo, pudimos tomar todas las ópticas necesarias e integrarlas en una sola, dispositivo simple con una metasuperficie ".

Usando una nueva comprensión de cómo la luz polarizada interactúa con los objetos, Los investigadores diseñaron una metasuperficie que utiliza una serie de nanopilares espaciados por sublongitud de onda para dirigir la luz en función de su polarización. La luz luego forma cuatro imágenes, cada uno mostrando un aspecto diferente de la polarización. Tomados en conjunto, estos dan una instantánea completa de la polarización en cada píxel.

El dispositivo mide unos dos centímetros de largo y no es más complicado que una cámara en un teléfono inteligente. Con una lente adjunta y una funda protectora, el dispositivo es del tamaño de una lonchera pequeña. Los investigadores probaron la cámara para mostrar defectos en objetos de plástico moldeados por inyección, lo sacó afuera para filmar la polarización de los parabrisas de los autos e incluso tomó selfies para demostrar cómo una cámara de polarización puede visualizar los contornos tridimensionales de una cara.

"Esta tecnología podría integrarse en los sistemas de imágenes existentes, como el de tu celular o auto, permitir la adopción generalizada de imágenes de polarización y nuevas aplicaciones previamente imprevistas, "dijo Rubin.

"Esta investigación abre una nueva y emocionante dirección para la tecnología de la cámara con una compacidad sin precedentes, permitiéndonos visualizar aplicaciones en la ciencia atmosférica, Sensores remotos, reconocimiento facial, visión artificial y más, "dijo Capasso.