Fóton balístico, também conhecida como luz balística, refere-se aos fótons de luz que atravessam um meio óptico túrbido sem sofrer espalhamento.
Quando pulsos de luz laser atravessam um meio túrbido, como nevoeiro ou tecido corporal, a maioria dos fótons é espalhada ou absorvida. Em distâncias curtas, alguns fótons atravessam o meio dispersivo em linhas retas. Esses fótons coerentes são chamados de fótons balísticos. Fótons que sofrem leve espalhamento, mas mantêm algum grau de coerência, são chamados de fótons "snake".
O objetivo das modalidades de imageamento balístico é detectar com eficiência os fótons balísticos que transportam informações úteis, ao mesmo tempo que rejeitam fótons não balísticos. Para isso, são usadas características específicas que distinguem fótons balísticos dos não balísticos, como tempo de voo por meio de imageamento com seleção por coerência, colimação, propagação da frente de onda e polarização. Fótons "quase balísticos", que sofreram pequeno espalhamento, também são frequentemente medidos para aumentar a intensidade do sinal, isto é, a relação sinal-ruído.
Os fótons balísticos têm muitas aplicações, especialmente em sistemas de imageamento médico de alta resolução. Escâneres balísticos, que usam janelas temporais ultrarrápidas, e a tomografia de coerência óptica (OCT), que usa o princípio da interferometria, são dois sistemas de imageamento que dependem da detecção de fótons balísticos para criar imagens limitadas pela difração. Uma vantagem em relação a outras modalidades de imageamento, como ultrassom e ressonância magnética, é que o imageamento balístico pode alcançar resolução maior, da ordem de 1 a 10 micrômetros, embora tenha profundidade de imageamento limitada.
Devido à redução exponencial da quantidade de fótons balísticos à medida que aumenta a espessura do meio dispersivo, as imagens frequentemente contêm poucos fótons por pixel, resultando em ruído de disparo. O processamento digital de imagens e a redução de ruído são frequentemente aplicados para reduzir esse ruído.
Ver também Imagiologia médica, aplicação de técnicas de formação de imagens ao diagnóstico e à medicina Luz coerente, conceito óptico ligado à coerência preservada pelos fótons balísticos Limite de difração, limite físico da resolução de sistemas ópticos Processamento digital de imagem, técnicas usadas no tratamento e na redução de ruído das imagens
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