Forscher der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) haben eine neue Technologie zur Erstellung von Polarisationsbildern entwickelt. Polarisationsbilder konnten zwar bereits erzeugt werden, das erforderte aber bisher großes und sperriges Equipment.

Die neue Technik der SEAS-Forscher ist einfacher in der Anwendung und kann daher auch in kleinere Geräte wie Smartphones oder VR- und AR-Brillen integriert werden. Polarisation beschreibt, wie das elektrische Feld schwingt, während sich Licht ausbreitet. Diese Schwingungen enthalten viele nützliche Informationen. Sie können beispielsweise für die Gesichtserkennung oder das Augen-Tracking verwendet werden.

Die neue Technologie ist bekannt als Mueller-Matrix-Bildgebung oder aktives Polarisationssystem. Sie verwendet zwei sehr dünne Metamaterial-Oberflächen. Eine dieser Oberflächen beleuchtet das Zielobjekt, während die zweite zur Analyse des reflektierten Lichts dient.

Dieses Verfahren erzeugt strukturiertes Licht, dessen Polarisation sich räumlich verändert. Das resultierende Bild wird dann in einem einzigen Schritt erfasst und konstruiert, ohne dass bewegliche Teile oder umfangreiches Equipment benötigt werden.

Die Forscher planen, diese Technologie mit Algorithmen des maschinellen Lernens zu kombinieren. Ihr Ziel ist es, Anwendungen in der medizinischen Diagnostik oder der Pharmazie zu ermöglichen.

Federico Capasso, Robert-L.-Wallace-Professor für angewandte Physik und Vinton Hayes Senior Research Fellow für Elektrotechnik am SEAS, äußerte sich zu der neuen Bildgebungstechnologie. „Unser kompaktes Single-Shot-System bietet einen praktikablen Weg für die weit verbreitete Einführung dieser Art der Bildgebung. Dies ermöglicht Anwendungen, die eine fortschrittliche Bildgebung erfordern“, so Capasso im Gespräch mit Sci Tech Daily.

Die Studie ist im Journal Nature Photonics erschienen.