Спектроскопические методы неинвазивной визуализации, например, в медицинских или археологических приложениях.Неразрушающая визуализирующая спектроскопия сочетает спектроскопию с визуализацией для создания детальных карт состава и свойств образца без его повреждения. Это важно в медицине, археологии и материаловедении, где объект исследования ценен или хрупок. Метод использует свет различных длин волн для зондирования образца, а полученная спектральная информация используется для построения изображения, выявляющего скрытые структуры, химические градиенты или дефекты.
Концепция восходит к началу XX века с развитием рентгеновской спектроскопии, но неразрушающая визуализирующая спектроскопия стала практически применимой с появлением цифровых детекторов и компьютеров в 1970-х и 1980-х годах. Использование квантово-коррелированного света для визуализации — недавняя разработка 2010-х годов.
Подход обычно включает освещение образца светом (или другим излучением) и измерение спектра отражения, пропускания или испускания в каждой точке. Например, в ближней инфракрасной спектроскопии свет проникает в ткань и по-разному поглощается костью, жиром и водой, что позволяет построить трехмерную карту плотности кости. В рентгеновской флуоресценции характеристическое рентгеновское излучение, испускаемое различными элементами, используется для картирования их распределения в артефакте. Передовые методы, такие как квантово-коррелированная спектроскопия, используют запутанные фотоны для повышения чувствительности, что позволяет обнаруживать крошечные количества материала, например микропластик в воде, без изменения образца.
Используется в медицинской диагностике для оценки хрупкости костей, в археологии для анализа пигментов в древних артефактах без взятия проб, а также в науках об окружающей среде для обнаружения микропластика в воде.
Метод, называемый «фотоакустической визуализацией», использует короткий лазерный импульс для нагрева ткани, которая затем испускает ультразвуковые волны — полученное изображение может показывать кровеносные сосуды в реальном времени, и тот же принцип используется для обнаружения опухолей.
| B | переменная | Биспектр возмущений кривизны — bispectrum |
| k_1, k_2, k_3 | переменная | Волновые числа трёх мод — волновое число 1/м |
| f_{NL} | переменная | Параметр нелинейности — nonlinearity parameter |
| P | переменная | Спектр мощности возмущений кривизны — спектр мощности |
