فوتون باليستي

يشير الضوء الباليستي ، المعروف أيضًا باسم الفوتونات الباليستية ، إلى فوتونات الضوء التي تنتقل عبر وسط بصري معتم دون أن تتشتت.

عندما تمر نبضات ضوء الليزر عبر وسط معتم كالضباب أو أنسجة الجسم ، فإن معظم الفوتونات إما تتشتت أو تُمتص . مع ذلك، وعلى مسافات قصيرة، تمر بعض الفوتونات عبر الوسط المشتت في خطوط مستقيمة. تُعرف هذه الفوتونات المتماسكة بالفوتونات الباليستية. أما الفوتونات التي تتشتت قليلاً، مع احتفاظها بدرجة من التماسك ، فتُعرف بالفوتونات الثعبانية .

تهدف تقنيات التصوير الباليستي إلى الكشف الفعال عن الفوتونات الباليستية التي تحمل معلومات مفيدة، مع استبعاد الفوتونات غير الباليستية. ولتحقيق هذه الغاية، تُستخدم خصائص محددة للفوتونات الباليستية مقارنةً بالفوتونات غير الباليستية، مثل زمن انتقالها عبر التصوير المعتمد على التماسك، والتجميع ، وانتشار جبهة الموجة، والاستقطاب . ^{[ 1 ]} كما تُقاس الفوتونات "شبه الباليستية" المشتتة قليلاً في كثير من الأحيان، لزيادة قوة الإشارة (أي نسبة الإشارة إلى الضوضاء ).

تتمتع الفوتونات الباليستية بتطبيقات عديدة، لا سيما في أنظمة التصوير الطبي عالية الدقة . تُعد الماسحات الضوئية الباليستية (التي تستخدم بوابات زمنية فائقة السرعة) والتصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT) (الذي يستخدم مبدأ التداخل الضوئي ) مثالين فقط على أنظمة التصوير الشائعة التي تعتمد على كشف الفوتونات الباليستية لإنشاء صور ذات دقة عالية . ومن مزايا التصوير الباليستي مقارنةً بتقنيات التصوير الأخرى الموجودة (مثل التصوير بالموجات فوق الصوتية والتصوير بالرنين المغناطيسي ) قدرته على تحقيق دقة أعلى تتراوح بين 1 و10 ميكرومترات، إلا أنه يعاني من محدودية عمق التصوير.

نظراً للتناقص الأسي في عدد الفوتونات الباليستية مع ازدياد سمك الوسط المشتت، غالباً ما تحتوي الصور على عدد قليل من الفوتونات لكل بكسل، مما ينتج عنه ضوضاء عشوائية . ويتم استخدام معالجة الصور الرقمية وتقليل الضوضاء عادةً للحد من هذه الضوضاء.

• التصوير البصري الطبي

• K. Yoo و RR Alfano، "المكونات المتماسكة وغير المتماسكة المعتمدة على الزمن لتشتت الضوء الأمامي في الوسائط العشوائية"، رسائل البصريات 15، 320-322 (1990).
• إل وانغ، بي بي هو، سي ليو، جي تشانغ، آر آر ألفانو "التصوير الباليستي ثنائي الأبعاد عبر الجدران المشتتة باستخدام بوابة كير البصرية فائقة السرعة" 16 أغسطس 1991
• KM Yoo و RR Alfano "المكونات المتماسكة وغير المتماسكة المعتمدة على الزمن لتشتت الضوء الأمامي في الوسائط العشوائية" 1990
• كي إم يو، فينغ ليو، و آر آر ألفانو "متى يفشل تقريب الانتشار في وصف انتقال الفوتون في الأوساط العشوائية؟" 28 مايو 1990
• S. Farsiu, J. Christofferson, B. Eriksson, P. Milanfar, B. Friedlander, A. Shakouri, R. Nowak, " الكشف الإحصائي والتصوير للأجسام المخفية في الوسائط المعتمة باستخدام الفوتونات الباليستية "، البصريات التطبيقية ، المجلد 46، العدد 23، الصفحات  5805-5822، أغسطس 2007.