Investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU) han desarrollado una nueva forma de crear un holograma casi perfecto en casi la oscuridad.

Los hologramas ópticos son una forma inteligente de producir una imagen tridimensional de un objeto. Tienen varios usos, desde proteger nuestras tarjetas de identificación contra falsificaciones, a la obtención de imágenes en tiempo real de células vivas.

El nuevo avance permitirá que los hologramas realicen estas funciones vitales y más con mucha menos luz.

Según el Dr. Steve Lee, la calidad de un holograma óptico a menudo está relacionada con el brillo de la luz láser.

"Así que nos preguntamos, ¿Cómo podemos hacer un holograma óptico en una oscuridad casi completa? ”, dijo el Dr. Lee.

"Por lo general, si forma un holograma óptico con una luz extremadamente baja, el holograma se verá muy granulado, "Dijo el Dr. Lee.

"Llamamos a esta granulosidad el 'límite de ruido de disparo', que también ocurre cuando cierras los ojos por la noche. Las motas de luz que ves están en realidad donde tu ojo está limitado por el ruido de disparo".

El equipo de investigación encontró una forma de solucionar este problema mediante el aprendizaje automático.

"Hemos demostrado que usando muy poca luz, casi negro a velocidades de imágenes de menos de milisegundos, aún podemos restaurar un holograma para que esté casi en perfecto estado".

El autor principal del estudio, el Sr. Zhiduo Zhang, lo describe como restaurar una foto antigua granulada.

"Los detalles de la foto, al igual que una obra de arte histórica, pueden ser recuperados por un experto, ", Dijo el Sr. Zhang.

"Aquí, nuestro experto es una máquina, llamada Holo-UNet. La máquina domina el aspecto de un holograma ideal a través de miles de ciclos de aprendizaje. Después de entrenar, luego mostramos a la máquina un holograma con mucha información óptica faltante. Al igual que un maestro pintor, la máquina recuerda cómo rellenar digitalmente esos fotones faltantes y así restaurar el holograma a condiciones casi perfectas ".

Los resultados del estudio podrían tener importantes implicaciones para la obtención de imágenes biológicas.

"Las células biológicas son muy sensibles a la luz y pueden dañarse fácilmente, "Dijo el Dr. Lee.

"Los microscopios de luz existentes crean imágenes tridimensionales de células utilizando luz concentrada, lo cual no es ideal. Nuestro método se puede utilizar para rastrear células durante largos períodos de tiempo en una oscuridad casi completa sin preocuparnos por el daño de la luz en las células. Ahora también podemos grabar hologramas de células vivas en menos de una centésima de segundo con muy poca luz, y ver eventos como la división celular con mucha mayor claridad ".

La investigación ha sido publicada en la revista Óptica Biomédica Express .