Een team in China heeft een camera gebouwd die door ondoorzichtige materialen heen kan kijken op videosnelheid, waardoor een natuurkundig trucje dat ooit beperkt was tot laboratoria, nu in een compact apparaat is veranderd. De nieuwe imager, ontwikkeld door onderzoekers van de Tsinghua Universiteit, gebruikt ghost imaging om verborgen scènes te reconstrueren uit verstrooid licht, en doet dit snel genoeg om bewegende objecten vast te leggen. Het resultaat is iets dat dicht bij röntgenzicht komt, maar zonder de straling en met een apparaat dat klein genoeg is voor praktisch gebruik.
Een lichtkunstje dat om hoeken heen kijkt
Ghost imaging werkt door een detector die het object nooit direct ziet te combineren met een andere die alleen verstrooide fotonen opvangt. Een computer correleert vervolgens de twee signalen om een beeld op te bouwen. Tot nu toe vereiste dit omvangrijke apparatuur en lange belichtingstijden, waardoor het beperkt was tot statische doelen. Het Chinese team verkleinde het systeem en verhoogde de snelheid, waardoor het mogelijk werd om video op te nemen van objecten die verborgen zijn achter een diffuser, een materiaal dat licht verstrooit zoals matglas.
Het prototype gebruikt een snelle ruimtelijke lichtmodulator om patronen op een laserstraal te coderen. Wanneer de straal het verborgen object raakt, gaat er wat licht door de diffuser en bereikt een single-pixel detector. De modulator draait op miljoenen patronen per seconde, en een algoritme reconstrueert de scène in realtime. In tests beeldde de camera een bewegend speelgoed en een draaiend ventilatorblad af, wat bewijst dat het beweging kan volgen, niet alleen stilstaande objecten.
Waarom dit verder gaat dan het lab
Het werk, gepubliceerd in een peer-reviewed tijdschrift, pakt een belangrijk knelpunt in ghost imaging aan: snelheid. Eerdere systemen hadden minuten nodig om één frame te produceren, waardoor ze nutteloos waren voor alles wat beweegt. Door de reconstructietijd terug te brengen tot milliseconden, opende het Tsinghua-team de deur naar praktische toepassingen. Artsen zouden zo'n camera kunnen gebruiken om door weefsel heen te kijken zonder schadelijke röntgenstraling. Beveiligingsteams zouden pakketten of voertuigen kunnen scannen op verborgen smokkelwaar. Ingenieurs zouden machines kunnen inspecteren achter ondoorzichtige behuizingen.
Lokale onderzoekers en industrie-watchers in China namen nota omdat het apparaat compact en relatief goedkoop te bouwen is. De meeste eerdere ghost imaging-opstellingen vulden optische tafels en vereisten krachtige lasers. Deze past in een schoenendoos en gebruikt standaardcomponenten. Die verschuiving van labcuriositeit naar draagbaar hulpmiddel is wat de doorbraak significant maakt, vooral in een land dat zwaar investeert in geavanceerde beeldvorming voor gezondheidszorg en beveiliging.
Het team erkent beperkingen. Het huidige bereik is kort, en de diffuser moet stilstaan. Maar het principe is bewezen, en de snelheid is een grote sprong. Naarmate de technologie volwassener wordt, zou het sciencefiction kunnen veranderen in alledaagse apparatuur, waardoor mensen door muren, mist of huid kunnen kijken met een eenvoudige camera. Voor nu blijft de spookcamera een prototype, maar het heeft laten zien dat het onmogelijke kan worden gefilmd met 30 frames per seconde.
