Ghost Fiber Optic 3D Endoscopy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A new type of ghost fiber optic endoscopy has been proposed to obtain ghost images of three-dimensional optically transparent objects. The method is based on spatial and temporal correlation of light beams formed in a bundle of single-mode fibers exposed in the transverse direction to femtosecond laser pulses. Resolution in the depth of an object is ensured by an original algorithm to reconstruct images, which involves both the properties of femtosecond radiation and the features of light propagation in an inhomogeneous scattering medium. The effectiveness of the proposed method has been confirmed by a numerical simulation by an example of an octahedron with a layered structure.

About the authors

A. V. Belinskiy

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: belinsky@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia

P. P. Gostev

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: gostev.pavel@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia

S. A. Magnitskiy

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: sergeymagnitskiy@gmail.com
119991, Moscow, Russia

A. S Chirkin

Faculty of Physics, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: aschirkin@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. M. P. Edgar, G.M. Gibson, M. J. Padgett, Nature Photon. 13, 13 (2019).
  2. M. F. Duarte, M.A. Davenport, D. Takhar, J.N. Laska, T. Sun, K.F. Kelly, and R.G. Baraniuk, IEEE Sig. Pro. Mag. 25, 83 (2008).
  3. Z. Zhang, X. Ma, and J. Zhong, Nat. Commun. 6, 1 (2015).
  4. Z. Zhang, X. Wang, G. Zheng, and J. Zhong, Opt. Express 25, 19619 (2017).
  5. L. Martınez-Le'on, P. Clemente, Y. Mori, V. Climent, J. Lancis, and E. Tajahuerce, Opt. Express 25, 4975 (2017).
  6. B. Lochocki, A. Gambın, S. Manzanera, E. Irles, E. Tajahuerce, J. Lancis, and P. Artal, Optica 3, 1056 (2016).
  7. R. Dutta, S. Manzanera, A. Gambın-Regadera, E. Irles, E. Tajahuerce, J. Lancis, and P. Artal, Biomed. Opt. Express 10, 4159 (2019).
  8. N. Radwell, K. J. Mitchell, G.M. Gibson, M. P. Edgar, R. Bowman, and M. J. Padgett, Optica 1, 285 (2014).
  9. P. Clemente, V. Dur'an, E. Tajahuerce, P. Andr'es, V. Climent, and J. Lancis, Opt. Lett. 38, 2524 (2013).
  10. P. Clemente, V. Duran, E. Tajahuerce, and J. Lancis, Phys. Rev. A 86, 041803 (2012).
  11. D.B. Phillips, M.-J. Sun, J.M. Taylor, M.P. Edgar, S.M. Barnett, G.M. Gibson, and M. J. Padgett, Sci. Adv. 3, e1601782 (2017).
  12. Z. Wei, J. Zhang, Z. Xu, Y. Liu, Y. Huang, and X. Fan, IEEE Photonics J. 11, 1 (2019).
  13. Y.Wang, F. Wang, R. Liu, P. Zhang, H. Gao, and F. Li, Opt. Express 27, 5973 (2019).
  14. F. Magalh˜aes, F. M. Ara'ujo, M. Correia, M. Abolbashari, and F. Farahi, Opt. Eng. 51, 071406 (2012).
  15. K. Shibuya, T. Minamikawa, Y. Mizutani, H. Yamamoto, K. Minoshima, T. Yasui, and T. Iwata, Opt. Express 25, 21947 (2017).
  16. B. Sun, M. P. Edgar, R. Bowman, L.E. Vittert, S. Welsh, A. Bowman, and M. J. Padgett, Science 340, 844 (2013).
  17. Z. Zhang, S. Liu, J. Peng, M. Yao, G. Zheng, and J. Zhong, Optica 5, 315 (2018).
  18. C. Zhang, W. He, B. Han, M. Liao, D. Lu, X. Peng, and C. Xu, Opt. Express 27, 13469 (2019).
  19. Z. Zhang, S. Jiao, M. Yao, X. Li, and J. Zhong, Opt. Express 26, 14578 (2018).
  20. Д.П. Агапов, И.А. Беловолов, П.П. Гостев, С.А. Магницикй, Д.Н. Фроловцев, А.С. Чиркин, ЖЭТФ 162, 215 (2022)
  21. D. Agapov, I. Belovolov, P. Gostev, S. Magnitskii, D. Frolovtsev, and A. Chirkin, JETP 135(2), 188 (2022).
  22. A. Gatti, E. Brambilla, M. Bache, and L.A. Lugiato, Phys. Rev. A 70, 013802 (2004).
  23. Д.А. Балакин, Д.П. Агапов, П.П. Гостев, С.А. Магницкий, Д.Н. Фроловцев, А.С. Чиркин,ЖЭТФ 162, 569 (2022)
  24. D.A. Balakin, D.P. Agapov, P.P. Gostev, S.A. Magnitskiy, D.N. Frolovtsev, and A. S. Chirkin, JETP 135(6), 779 (2022).
  25. P.-A. Moreau, E. Toninelli, T. Gregory, and M. J. Padgett, Laser and Photonics Reviews 12, 1700143 (2018).
  26. Ю.П. Пытьев, Методы математического моделирования измерительно-вычислительных систем, Физматлит, М. (2012).
  27. D. Balakin, A. Belinsky, and A. Chirkin, Quant. Inform. Proc. 18, 1 (2019).
  28. A. Chirkin, P. Gostev, D. Agapov, and S. Magnitskiy, Las. Phys. Lett. 15, 115404 (2018).
  29. S. Magnitskiy, D. Agapov, and A. Chirkin, Opt. Lett. 45, 3641 (2020).
  30. S. Magnitskiy, D. Agapov, I. Belovolov, P. Gostev, D. Frolovtsev, and A. Chirkin, Moscow Univer. Phys. Bull. 76, 424 (2021).
  31. S. Magnitskiy, D. Agapov, and A. Chirkin, Opt. Lett. 47, 754 (2022).
  32. А.В. Белинский, Д.Н. Клышко, ЖЭТФ 105, 487 (1994).
  33. B. I. Erkmen and J.H. Shapiro, Adv. Opt. Phot. 2, 405 (2010).
  34. А.В. Белинский,Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии 3, 198 (1983).
  35. P.P. Gostev, ghost_images, https://github.com/vongostev/ghost_images.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».