استطاع باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من تصوير أغراض مضاءة بضوء ضعيف بوضوحٍ عاليّ باستخدام الحد الادنى من الفوتونات عن طريق الربط الرياضي للمعلومات الناتجة من الكاشف عن كل فوتون مكوّن للبكسل إلتُقِط على حدة. هذه التقنية يمكن أن يكون لها تطبيقات عديدة كنموذج لفهم العين و كذلك تطبيقات للمراقبة العسكرية – كاميرا تجسس تسجل المشهد رغم وجود إضاءة محدودة جدًا.
لخلق صور مفصلة باستخدام الفوتونات كل على حدة، قام المهندس أحمد كرماني من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا و زملاؤه، بتطوير خوارزمية تأخذ بعين الاعتبار العلاقات المتبادلة بين الأجزاء المجاورة من جسم مضاء وكذلك فيزياء قياسات الإضاءة المنخفضة. وصف الباحثون عملهم في دورية (Science) العلمية.
في النظام الذي أعدَّه الفريق، يُمسح الغرض المراد تصويره باستخدام نبضات ليزر ضوء مرئي ذي شدة منخفصة. الليزر يطلق نبضة في مكان معين حتى يسجل الكاشف فوتون واحد منعكس؛ كل موقع تعرض لعملية المسح يناظر بكسل في الصورة النهائية. اختلاف زمن إنعكاس فوتون من نبضات الليزر عن سطح الغرض المُصَوّر يوفر معلومات عن عمق الجسم – وسيلة معيارية للكشف عن الهيكل ثلاثي الأبعاد.
مع ذلك، فإن الخوارزمية التي وضعها أحمد كرماني وزملاؤه توفر هذه المعلومات باستخدام واحد على مئة من عدد الفوتونات التي تتطلبها التقنيات الحالية. لأن الليزر المستخدم ذا طول موجي واحد، تنتج هذه التقنية صور أحادية اللون، ولكن إلى حد يمكن المستخدم من تمييز المواد المختلفة استنادا إلى المعدل الذي تعكس به الليزر.
اعداد: مصطفى فتحي
