Aquest tipus de lents consisteixen en una membrana òpticament transparent i deformable que té la capacitat de canviar de forma mitjançant actuadors distribuïts al voltant o darrere d'ella
Investigadors del Grup d'Òptica de la Universitat Jaume I de Castelló han pogut corregir problemes relacionats amb aberracions d'imatge en la tècnica de microscòpia d'un sol píxel en temps real gràcies a l'aplicació d'una tecnologia recent, les lents deformables programables. El nou mètode ha estat explicat per l'equip investigador en un article publicat recentment en accés obert a Nature Communications i forma part del desenvolupament del projecte europeu CONcISE.
La solució proposada per aquest equip combina una lent adaptativa (que «donaria forma» al front de llum en temps real) amb un mètode sense sensors que avalua la nitidesa de la imatge directament sobre les dades, sense algorismes complexos. Així, es corregeixen les distorsions produïdes pel sistema i també per la mateixa mostra, i s'obtenen imatges més nítides, properes al límit de resolució física, sense afegir complexitat al microscopi.
Aquesta lent adaptativa seria l'anomenada «lent deformable multiactuador» (M-AL) que s'integra fàcilment en l'equip sense necessitat de modificar significativament la configuració tradicional del microscopi d'un sol píxel basada en la il·luminació estructurada. Aquest tipus de lents consisteixen en una membrana òpticament transparent i deformable (com una fina làmina de vidre o polímer) que té la capacitat de canviar de forma mitjançant actuadors distribuïts al voltant o darrere d'ella.
Aquests actuadors que li permeten canviar poden ser de diferents tipus: piezoelèctrics (els més comuns), que converteixen un senyal elèctric en una deformació mecànica molt precisa, i electrostàtics o electromagnètics, que utilitzen camps elèctrics o magnètics per a deformar la lent. Cada actuador exerceix una petita força local sobre les superfícies de la lent que facilita la modificació del front d'ona amb alta resolució espacial, similar a un mirall deformable, però en transmissió.
En lloc d'usar una càmera amb milions de píxels, les mostres s'il·luminen amb una seqüència de patrons de llum i s'utilitza un únic sensor d'un sol píxel per a recollir el senyal resultant. Un dels problemes d'aquesta tècnica de microscòpia és que el xip micromirall que genera els patrons, així com les mateixes mostres, creen petites distorsions que difuminen detalls fins en les imatges. No obstant això, la proposta corregeix aquests errors utilitzant la lent deformable, proporcionant imatges de microscòpia amb una resolució sense precedents fins avui.
Aquest nou mètode obri el camí als avanços futurs i és especialment aplicable en microscòpia adaptativa, per a compensar les aberracions en mostres biològiques; en instrumentació diagnòstica de retina o simuladors de visió en oftalmologia, i en òptica adaptativa astronòmica, sistemes industrials d'imatge o realitat augmentada en àrees com la biomedicina o la ciència dels materials.
La xarxa europea de doctorat COmputatioNal Imaging as training Network for Smart biomedical dEvices (CONcISE) està coordinada pel Consell Nacional d'Investigació Italià i reuneix vuit socis, entre els quals hi ha l'UJI. Està treballant en el desenvolupament de nova instrumentació per a augmentar la informació de les imatges mèdiques, fent-les més utilitzables per als professionals sanitaris, més còmodes per als pacients i més senzilles per al personal tècnic.
El projecte CONcISE està finançat per les accions Marie Skłodowska-Curie (MSCA) del programa marc de recerca Horizon Europe (GA 101072354). El treball realitzat i els investigadors també estan avalats per altres ajudes obtingudes competitivament, com el PID2022-142907OB-I00, finançat pel MICIU/AEI/10.13039/501100011033 i FEDER/UE, o el CIPROM/2023/44, finançat per la Generalitat Valenciana.
Article: «Hadamard based single-pixel microscopy using sensor-less adaptive optics supported by multi-actuator adaptive lens». Heberley Tobón-Maya, Lindsey Willstatter, Samuel I. Zapata-Valencia, Stefano Bonora, Enrique Tajahuerce i Jesús Lancis.
Pàgina web del projecte: https://concise-project.eu/
