LiDAR podría tomar elementos de la física cuántica para mejorar su resolución
En la actualidad, la tecnología LiDAR es más útil para obtener imágenes de objetos grandes, tales como elementos topográficos o estructuras arquitectónicas, debido a su limitada resolución de profundidad. Sin embargo, aparentemente las cosas están por cambiar. Una técnica de inspiración cuántica se está utilizando para obtener imágenes LiDAR con una resolución de profundidad mucho mayor. Aunque actualmente esta técnica tiene la capacidad para escanear la forma de una persona, esta nueva mejora, que los investigadores denominan LiDAR de interferencia de dos fotones, capta suficientes detalles para ver mucho más allá de los rasgos faciales. Veamos de qué se trata.
¿Cómo funciona?
Esta nueva técnica utiliza la interferometría, un recurso “inspirado en la física cuántica”, que extrae información a partir de la manera en que dos haces de luz interfieren entre sí. Para crear este nuevo enfoque, un grupo de investigadores aplicó conceptos de la detección cuántica a la luz clásica no cuántica. En el caso de los fotones cuánticos entrelazados, sólo es posible generar numerosos pares de fotones por unidad de tiempo, algo que no ocurre con la luz clásica. Los investigadores utilizaron esta propiedad de la luz clásica para cronometrar con gran precisión la llegada de un fotón observando cuándo llegan dos fotones simultáneamente a los detectores.
Imágenes 3D de alta resolución
Ashley Lyons, investigador de la Universidad de Glasgow, y Robbie Murray, autor de Optics Express, afirman que esta nueva técnica permite distinguir superficies reflectantes a 2 milímetros de distancia y crear imágenes 3D de altísima resolución. Esto, en consecuencia, puede generar imágenes 3D más detalladas, lo que podría ser útil para aplicaciones de reconocimiento y seguimiento facial que impliquen rasgos pequeños.
Mejor resolución de la profundidad
El LiDAR de interferencia de dos fotones funciona de forma muy similar al LiDAR convencional, pero con una diferencia fundamental: permite a los investigadores cronometrar con mayor precisión el tiempo que tarda ese fotón en llegar al detector, lo que da como resultado una mayor resolución de la profundidad. Aunque el LiDAR tradicional no estaría preparado para distinguir estas dos superficies, los investigadores demostraron la gran resolución de profundidad del LiDAR de interferencia de dos fotones utilizándolo para detectar las superficies reflectantes de un trozo de vidrio de unos 2 milímetros de grosor. También probaron esta nueva técnica para realizar un mapa 3D detallado de una moneda de 20 peniques con una resolución de profundidad de 7 micrómetros. Esto confirmó que la técnica podía captar el nivel de detalle necesario para diferenciar los rasgos faciales clave u otras diferencias entre personas.
El LiDAR de interferencia de dos fotones también podría funcionar con niveles de un solo fotón y mejorar los enfoques de imagen más complejos utilizados para la obtención de imágenes sin línea de visión o a través de medios de alta dispersión. Los investigadores siguen trabajando para conseguir un proceso más rápido y reducir la cantidad de escaneos necesarios para adquirir información en 3D.