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Microscopio Plenottico in Correlazione (CPM). I dispositivi di imaging plenottico consentono di acquisire l’immagine di una scena e, contemporaneamente, di individuare la direzione di propagazione della luce; ne consegue la capacità di rifocalizzare, a posteriori, parti della scena inizialmente fuori fuoco e di ricostruire l’immagine 3D della scena stessa. Di particolare interesse è il loro utilizzo nell’ambito della microscopia per applicazioni biologiche, in cui la microscopia plenottica ha consentito l’analisi tridimensionale, in tempo reale (>10 immagini/sec), dell’attività neuronale di invertebrati e larve di pesci.

Malgrado il crescente utilizzo anche in campi come l’ispezione industriale, il monitoraggio delle piante, l’imaging dallo spazio, i dispositivi plenottici allo stato dell’arte sono intrinsecamente limitati da un forte trade-off: la perdita di risoluzione dell’immagine è proporzionale al guadagno di risoluzione sulla misura della direzione della luce. L’effettivo utilizzo degli attuali dispositivi risulta pertanto fortemente limitato, soprattutto in quei contesti in cui sono necessarie risoluzioni microscopiche e/o ricostruzioni 3D.

In effetti, il tradeoff insito nei dispositivi convenzionali di imaging plenottico deriva dall’utilizzo di un unico sensore per l’acquisizione sia dell’immagine della scena sia della direzione di propagazione della luce, attraverso la misura dell’intensità della luce. La tecnologia proposta, denominata Correlation Plenoptic Microscopy (CPM), è basata su un principio di funzionamento completamente diverso: la misura delle correlazioni quantistiche, spazio-temporali, intrinseche nella luce. Tale misura viene realizzata utilizzando due sensori disgiunti: uno dedicato all’acquisizione dell’immagine della scena, uno all’acquisizione dell’informazione direzionale. Ne deriva la capacità della CPM di superare la limitazione intrinseca ai convenzionali dispositivi di imaging plenottico, e di raggiungere un compromesso tra risoluzione dell’immagine e profondità di campo senza precedenti.