Published December 10, 2015
| Version v1
Publication
Open
Photon-sparse microscopy: visible light imaging using infrared illumination
Creators
- 1. University of Glasgow
- 2. Heriot-Watt University
- 3. Universidade Federal do Rio de Janeiro
- 4. Politecnico di Milano
- 5. University of Ottawa
- 6. University of Rochester
Description
Conventional imaging systems rely upon illumination light that is scattered or transmitted by the object and subsequently imaged. Ghost-imaging systems based on parametric down-conversion use twin beams of position-correlated signal and idler photons. One beam illuminates an object while the image information is recovered from a second beam that has never interacted with the object. In this Letter, we report on a camera-based ghost imaging system where the correlated photons have significantly different wavelengths. Infrared photons at 1550 nm wavelength illuminate the object and are detected by an InGaAs/InP single-photon avalanche diode. The image data are recorded from the coincidently detected, position-correlated, visible photons at a wavelength of 460 nm using a highly efficient, low-noise, photon-counting camera. The efficient transfer of the image information from infrared illumination to visible detection wavelengths and the ability to count single photons allows the acquisition of an image while illuminating the object with an optical power density of only 100 pJ cm−2 s−1. This wavelength-transforming ghost-imaging technique has potential for the imaging of light-sensitive specimens or where covert operation is desired.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعتمد أنظمة التصوير التقليدية على ضوء الإضاءة الذي ينتشر أو ينتقل بواسطة الجسم ويتم تصويره لاحقًا. تستخدم أنظمة تصوير الأشباح القائمة على التحويل السفلي البارامترية حزمًا مزدوجة من الإشارات المرتبطة بالموقع والفوتونات المهملة. يضيء شعاع واحد كائنًا بينما يتم استرداد معلومات الصورة من شعاع ثانٍ لم يتفاعل أبدًا مع الكائن. في هذه الرسالة، نبلغ عن نظام تصوير الأشباح القائم على الكاميرا حيث يكون للفوتونات المترابطة أطوال موجية مختلفة بشكل كبير. تضيء فوتونات الأشعة تحت الحمراء عند الطول الموجي 1550 نانومتر الجسم ويتم اكتشافها بواسطة صمام ثنائي أحادي الانهيار أحادي الفوتون InGaAs/InP. يتم تسجيل بيانات الصورة من الفوتونات المرئية المكتشفة بالصدفة والمرتبطة بالموضع بطول موجي يبلغ 460 نانومتر باستخدام كاميرا عالية الكفاءة ومنخفضة الضوضاء وعد الفوتونات. يسمح النقل الفعال لمعلومات الصورة من الإضاءة بالأشعة تحت الحمراء إلى أطوال موجات الكشف المرئية والقدرة على حساب الفوتونات المفردة بالحصول على صورة أثناء إضاءة الجسم بكثافة قدرة بصرية تبلغ 100 بيكو جول سم−2 ثانية−1 فقط. تتمتع تقنية تصوير الأشباح التي تحول الطول الموجي بإمكانية تصوير العينات الحساسة للضوء أو حيث تكون العملية السرية مطلوبة.Translated Description (French)
Les systèmes d'imagerie conventionnels reposent sur une lumière d'éclairage qui est diffusée ou transmise par l'objet et ensuite imagée. Les systèmes d'imagerie fantôme basés sur la conversion descendante paramétrique utilisent des faisceaux jumeaux de photons de signal et de photons de ralenti corrélés à la position. Un faisceau éclaire un objet tandis que les informations d'image sont récupérées à partir d'un second faisceau qui n'a jamais interagi avec l'objet. Dans cette lettre, nous présentons un système d'imagerie fantôme basé sur une caméra où les photons corrélés ont des longueurs d'onde significativement différentes. Des photons infrarouges à une longueur d'onde de 1550 nm éclairent l'objet et sont détectés par une diode à avalanche à photon unique InGaAs/InP. Les données d'image sont enregistrées à partir des photons visibles corrélés en position détectés par coïncidence à une longueur d'onde de 460 nm à l'aide d'une caméra à comptage de photons hautement efficace et à faible bruit. Le transfert efficace des informations d'image de l'éclairage infrarouge aux longueurs d'onde de détection visibles et la possibilité de compter des photons uniques permettent l'acquisition d'une image tout en éclairant l'objet avec une densité de puissance optique de seulement 100 pJ cm−2 s−1. Cette technique d'imagerie fantôme à transformation de longueur d'onde a un potentiel pour l'imagerie de spécimens sensibles à la lumière ou lorsqu'une opération secrète est souhaitée.Translated Description (Spanish)
Los sistemas de formación de imágenes convencionales se basan en la luz de iluminación que es dispersada o transmitida por el objeto y de la que posteriormente se obtienen imágenes. Los sistemas de imagen fantasma basados en la conversión descendente paramétrica utilizan haces gemelos de señal correlacionada con la posición y fotones inactivos. Un haz ilumina un objeto mientras que la información de la imagen se recupera de un segundo haz que nunca ha interactuado con el objeto. En esta carta, informamos sobre un sistema de imágenes fantasma basado en cámaras donde los fotones correlacionados tienen longitudes de onda significativamente diferentes. Los fotones infrarrojos a una longitud de onda de 1550 nm iluminan el objeto y son detectados por un diodo de avalancha de un solo fotón InGaAs/InP. Los datos de la imagen se registran a partir de los fotones visibles, correlacionados con la posición, detectados coincidentemente a una longitud de onda de 460 nm utilizando una cámara de conteo de fotones altamente eficiente y de bajo ruido. La transferencia eficiente de la información de la imagen desde la iluminación infrarroja a las longitudes de onda de detección visible y la capacidad de contar fotones individuales permite la adquisición de una imagen mientras se ilumina el objeto con una densidad de potencia óptica de solo 100 pJ cm−2 s−1. Esta técnica de imagen fantasma de transformación de longitud de onda tiene potencial para la imagen de especímenes sensibles a la luz o donde se desea una operación encubierta.Files
41166467.pdf.pdf
Files
(1.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:58cbd8e6e88f8f2ead8524b1e476d77e
|
1.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المجهر الفوتوني المتناثر: تصوير الضوء المرئي باستخدام إضاءة الأشعة تحت الحمراء
- Translated title (French)
- Microscopie à dispersion de photons : imagerie en lumière visible par éclairage infrarouge
- Translated title (Spanish)
- Microscopía escasa en fotones: obtención de imágenes en luz visible mediante iluminación infrarroja
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2221439599
- DOI
- 10.1364/optica.2.001049
References
- https://openalex.org/W1967865993
- https://openalex.org/W1982800591
- https://openalex.org/W1990861558
- https://openalex.org/W2007477963
- https://openalex.org/W2035283119
- https://openalex.org/W2038740356
- https://openalex.org/W2049987499
- https://openalex.org/W2054546951
- https://openalex.org/W2071852576
- https://openalex.org/W2072456425
- https://openalex.org/W2079347848
- https://openalex.org/W2090475034
- https://openalex.org/W2091236290
- https://openalex.org/W2109837777
- https://openalex.org/W2114456237
- https://openalex.org/W2141954753
- https://openalex.org/W2162205887
- https://openalex.org/W3102213525
- https://openalex.org/W4235475088