নিকট-অবলোহিত ইমেজিংয়ে বিচ্ছুরণ কাটিয়ে ওঠা
নিকট-অবলোহিত আলো আধুনিক ইমেজিংয়ের একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার, চিকিৎসা নির্ণয় থেকে শুরু করে স্বায়ত্তশাসিত যানবাহনের সেন্সর পর্যন্ত। দৃশ্যমান আলোর বিপরীতে, এটি নির্দিষ্ট কিছু উপাদান ভেদ করতে পারে, তবে জৈবিক টিস্যু বা কুয়াশার মতো জটিল মাধ্যমের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় এটি এখনও বিচ্ছুরণের শিকার হয়। এই বিচ্ছুরণের কারণে ফোটনগুলি তাদের পথ থেকে বিচ্যুত হয়, ফলে চিত্র ঝাপসা বা অব্যবহারযোগ্য হয়ে পড়ে। ঐতিহ্যবাহী সমাধানগুলি ব্যয়বহুল, বিশেষায়িত ডিটেক্টরের উপর নির্ভর করে, যা অ্যাক্সেসযোগ্যতা সীমিত করে।
রচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা একটি নতুন ইমেজিং সিস্টেম চালু করেছেন যা খরচ এবং স্বচ্ছতা উভয় সমস্যার সমাধান করে। সস্তা সিলিকন-ভিত্তিক ডিটেক্টর এবং টাইম-গেটিং নামক একটি কৌশল ব্যবহার করে, সিস্টেমটি নিকট-অবলোহিত আলোকে রিয়েল টাইমে দৃশ্যমান আলোতে রূপান্তরিত করে, বিচ্ছুরণকারী পরিবেশের মাধ্যমে তীক্ষ্ণ চিত্র তৈরি করে। কাজটি, নেচার কমিউনিকেশনস-এ প্রকাশিত, সাশ্রয়ী, উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন ইমেজিংয়ের দিকে একটি উল্লেখযোগ্য পদক্ষেপ।
টাইম-গেটিং নীতি
টাইম-গেটিং একটি ক্যামেরার শাটারের মতো কাজ করে, তবে যান্ত্রিক প্রক্রিয়ার পরিবর্তে, এটি ফোটনের গতিপথ নিয়ন্ত্রণ করতে অতি-দ্রুত আলোর স্পন্দন ব্যবহার করে। প্রধান লেখক ইয়াং জু ব্যাখ্যা করেন, "ঐতিহ্যবাহী ক্যামেরায়, শাটারটি যান্ত্রিক—যখন এটি খোলে, আলো প্রবেশ করে, এবং যখন এটি বন্ধ হয়, আলো প্রত্যাখ্যাত হয়। এই ক্ষেত্রে, আমরা আলো দিয়ে আলো নিয়ন্ত্রণ করি।"
গেটটি ইন্ডিয়াম টিন অক্সাইড (ITO) দিয়ে তৈরি একটি পাতলা ফিল্ম। যখন একটি নিকট-অবলোহিত ফোটন গেটটি খোলা অবস্থায় ফিল্মটিতে আঘাত করে, তখন এটি দৃশ্যমান আলোতে রূপান্তরিত হয়, যা স্ট্যান্ডার্ড সিলিকন ডিটেক্টর দ্বারা ধরা যায়। গেটটি প্রায় এক পিকোসেকেন্ডের জন্য খোলে—একটি বাক্যের শেষে পিরিয়ডের দৈর্ঘ্য ভ্রমণ করতে আলোর যে সময় লাগে। এই অতি-দ্রুত গেটিং কার্যকরভাবে পরবর্তীতে আসা বিক্ষিপ্ত ফোটনগুলিকে ফিল্টার করে, ব্যালিস্টিক (অ-বিক্ষিপ্ত) আলো সংরক্ষণ করে যা স্পষ্ট চিত্র বহন করে।
বিদ্যমান সিস্টেমের তুলনায় সুবিধা
বর্তমান নিকট-অবলোহিত ইমেজিং সিস্টেমগুলি প্রায়শই ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম আর্সেনাইডের মতো বহিরাগত উপকরণ দিয়ে তৈরি ডিটেক্টরের উপর নির্ভর করে, যা ব্যয়বহুল এবং ব্যাপকভাবে উপলব্ধ নয়। রচেস্টার সিস্টেমটি সিলিকন ব্যবহার করে, যা দৈনন্দিন ইলেকট্রনিক্সে ব্যবহৃত একই উপাদান, খরচ নাটকীয়ভাবে হ্রাস করে। অতিরিক্তভাবে, টাইম-গেটিং পদ্ধতি বিচ্ছুরণকারী মাধ্যমের চিত্রের গুণমান উন্নত করে, যা প্রচলিত নিকট-অবলোহিত সিস্টেমগুলিকে জর্জরিত করেছে।
কৌশলটি রবার্ট বয়েডের ল্যাবরেটরিতে এক দশকেরও বেশি সময় ধরে পরিমার্জিত হয়েছে, যিনি উইলিয়াম এফ. ক্রুপকে ডিস্টিংগুইশড প্রফেসর ইন অপটিক্স। দলের অধ্যবসায় একটি ব্যবহারিক বাস্তবায়নের দিকে পরিচালিত করেছে যা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অভিযোজিত হতে পারে।
সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন
গভীর টিস্যুর মধ্য দিয়ে স্পষ্টভাবে দেখার ক্ষমতা চিকিৎসা ইমেজিং উন্নত করতে পারে, আক্রমণাত্মক পদ্ধতি ছাড়াই টিউমার বা অন্যান্য অস্বাভাবিকতা সনাক্ত করতে সহায়তা করে। স্বায়ত্তশাসিত ড্রাইভিংয়ে, সিস্টেমটি যানবাহনকে কুয়াশার মধ্য দিয়ে নেভিগেট করতে সাহায্য করতে পারে, নিরাপত্তা উন্নত করে। অন্যান্য সম্ভাব্য ব্যবহারের মধ্যে রয়েছে পরিবেশগত পর্যবেক্ষণ, নিরাপত্তা স্ক্রিনিং, এবং শিল্প পরিদর্শন, যেখানে বাধার মধ্য দিয়ে দেখা গুরুত্বপূর্ণ।
ভবিষ্যতের দিকনির্দেশনা
গবেষকরা এখন সিস্টেমটিকে আরও অপ্টিমাইজ করার উপায় খুঁজছেন, যেমন দেখার ক্ষেত্র বৃদ্ধি এবং রূপান্তর দক্ষতা উন্নত করা। তারা প্রযুক্তিটি বাস্তব-বিশ্বের পরিস্থিতিতে পরীক্ষা করার লক্ষ্যও নিয়েছেন, পরীক্ষাগার প্রদর্শন থেকে ব্যবহারিক স্থাপনে অগ্রসর হচ্ছেন। এর কম খরচ এবং উচ্চ কার্যক্ষমতার সাথে, এই টাইম-গেটিং কৌশলটি শীঘ্রই ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একটি মানক সরঞ্জাম হয়ে উঠতে পারে যেখানে বিচ্ছুরণ একটি চ্যালেঞ্জ।
এই নিবন্ধটি ফিজ.অর্গ-এর রিপোর্টিংয়ের উপর ভিত্তি করে তৈরি। মূল নিবন্ধটি পড়ুন।
Originally published on phys.org
