Láser especial para captar imágenes sin usar lentes

Mediante un láser a medida y ultrarrápido en su cadencia de disparos sería factible visualizar cualquier cosa en tiempo real, desde chips semiconductores a células.

 

Disparando rayos de luz en el ultravioleta extremo unas 100.000 veces por segundo, el equipo de Michael Zürch, de la Universidad Friedrich Schiller de Jena, Alemania, ha superado valores hasta ahora considerados como el límite de lo posible para una técnica de visualización bien establecida. Zürch y sus colegas no solo han obtenido las imágenes de mayor resolución conseguidas con este método a una longitud de onda determinada, sino que también han logrado que puedan ser visualizadas lo bastante deprisa como para ser usadas en tiempo real. Esta nueva técnica podría ser utilizada para estudiar cualquier cosa, desde microchips a células cancerosas.

 

Los investigadores querían mejorar una técnica de captación de imágenes sin lentes llamada CDI (por las siglas en inglés de Coherent Diffraction Imaging), que ha estado presente desde los años 80. Para tomar una imagen con este método, los científicos disparan un láser de rayos-X o ultravioleta extremo sobre el objetivo de interés. La luz se dispersa, y algunos de esos fotones se interfieren entre sí y llegan hasta un detector, creando un patrón de difracción. Analizando ese patrón, un ordenador puede entonces reconstruir el camino que deben haber seguido dichos fotones, lo que genera una imagen del objetivo de observación, todo ello sin las lentes que se requieren en la microscopía convencional.

 

El equipo de Zürch ha utilizado un láser especial ultrarrápido que lanza fotones del ultravioleta extremo unas cien veces más deprisa que las máquinas convencionales de sobremesa. Con más fotones, a una longitud de onda de 33 nanómetros, los investigadores pudieron obtener una imagen con una resolución de 26 nanómetros (casi el límite teórico). “Nadie antes ha alcanzado una resolución tan alta con respecto a la longitud de onda en el ultravioleta extremo”, enfatiza Zürch.

 

 

Con el método CDI, la luz del ultravioleta extremo se dispersa desde el objetivo de estudio y produce un patrón de difracción. Un ordenador analiza dicho patrón para reconstruir una imagen del objeto observado. (Foto: Michael Zürch, Universidad Friedrich Schiller en Jena)

 

El láser ultrarrápido también supera otro inconveniente de esta clase de fuentes de luz de sobremesa al que se enfrentan los modelos convencionales: los largos tiempos de exposición. Si los investigadores tienen que esperar para obtener las imágenes, no pueden seguir en tiempo real lo que les ocurre a los sistemas que estudian y por ende sus observaciones pierden mucha eficacia. Gracias a la nueva fuente de luz con alta cadencia de disparo, Zürch y sus colegas han reducido el tiempo de exposición a apenas un segundo, lo bastante rápido para la visualización en tiempo real. Cuando tomaron instantáneas cada segundo, los investigadores alcanzaron resoluciones que nunca fueron peores que la de 80 nanómetros.

 

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