Ingeniería. Cuando los fotógrafos aplican el zoom a un objeto para verlo mejor, pierden la perspectiva del gran angular; están forzados a sacrificar la imagen panorámica a cambio de un buen nivel de detalle de un sector mucho más pequeño. Pero ahora un método de obtención de imágenes desarrollado por investigadores de la Universidad de Princeton podría conducir a lentes capaces de mostrar a la vez todas las partes de la escena con el mismo gran nivel de detalle, y sin tener que reducir el campo de visión. El nuevo método podría ayudar a construir microscopios más potentes y a mejorar de igual modo a otros dispositivos ópticos.

Jason Fleischer, profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Princeton, dirige la investigación, en la que han colaborado Christopher Barsi y Wenjie Wan. Las cámaras y otros dispositivos ópticos, incluyendo el ojo humano, sufren la limitación impuesta por la cantidad de luz que pueden capturar a través de la apertura de la lente. Para que un rayo de luz sea registrado, debe pasar a través de la lente y alcanzar el “detector” del dispositivo, como la retina del ojo o el detector de una cámara digital. Pero muchos rayos de luz nunca llegan al detector, por ser muy débiles, o porque son desviados.

Este problema se acentúa particularmente con los detalles que son más pequeños que la longitud de onda de la luz. Recordemos que cada color de la luz tiene una longitud de onda distinta; el verde, por ejemplo, tiene una longitud de onda de 530 nanómetros, casi el tamaño de la estructura interna típica de una bacteria. Los rayos de luz provenientes de dichos detalles diminutos se desvanecen antes de alcanzar la lente. Para capturar estos rayos, los dispositivos deben explorar muy de cerca la superficie del objeto, y escanearlo punto por punto, para que luego sea posible formar una imagen completa a partir de todos esos escaneos independientes.

El nuevo método afronta las limitaciones de las pequeñas aberturas sacando ventaja de las propiedades inusuales de las sustancias conocidas como materiales ópticos no lineales. En los materiales de las lentes convencionales, como el vidrio o el plástico, los rayos de luz los atraviesan sin interactuar unos con otros. En los materiales no lineales, los rayos de luz se mezclan unos con otros de maneras complejas. Los rayos que no alcanzan la cámara pueden traspasar parte de su información a los que sí son registrados por ésta. Gracias a la mezcla de los rayos, la información que de otra manera se perdería, logra alcanzar la cámara.

Por tanto, la imagen de una lente no lineal podría ser rica en detalles. Desafortunadamente, también estaría distorsionada, resultando inútil para las ópticas convencionales. Pero si la información se pudiera reorganizar debidamente, un ordenador podría reconstruir una imagen no distorsionada de alta resolución de la escena completa. En dicha imagen, todas las partes de la escena serían tan ricas en detalles como si todas hubieran sido captadas simultáneamente mediante la aplicación de zoom.

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