Polarimetric Images of Biological Tissues Based on the Arrow Decomposition of Mueller Matrices
Gil Pérez, José Jorge (Universidad de Zaragoza. Departamento de Física Aplicada)
San José, Ignacio (Instituto Aragonés de Estadística)
Canabal-Carbia, Mónica (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Estévez, Irene (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
González-Arnay, Emilio (Universidad de La Laguna. Departamento de Ciencias Médicas Básicas)
Luque, Jordi (Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries)
Garnatje, Teresa (Institut Botànic de Barcelona)
Campos Coloma, Juan (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Lizana Tutusaus, Ángel (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)

Date:	2023
Abstract:	Polarimetric techniques are widely used in a vast number of applications such as remote sensing, material characterization, astronomy and biological tissue inspection. In this last scenario, different polarimetric observables have proved their potential for enhancing imaging visualization. In this work we use a set of polarimetric observables derived from the arrow decomposition of the Mueller matrix for the first time: enpolarizing, retarding and depolarizing descriptors. In particular, the mean intensity coefficient and the three indices of polarimetric purity, the absolute values and Poincaré orientations of diattenuation, polarizance, entrance retardance and exit retardance vectors are considered. Results show images with enhanced visualization or even revealing invisible structures when compared to standard intensity images. In particular, thanks to these metrics, we improve the visualization of the necrotic areas of a Vitis rupestris leaf. In the case of animal samples, boundaries between different fascicles inside a tendon of an ex vivo chicken sample are revealed, as is the directionality of fiber tracts of the subcortical white matter in an ex vivo cow brain. The experimental results show the potential for biophotonics imaging and how polarimetric techniques could be useful for biomedical and botanical applications.
Grants:	Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/BP-00206 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00138 Agencia Estatal de Investigación PDC2022-133332-C21 Agencia Estatal de Investigación PID2021-126509OB-C21
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Published in:	Photonics, Vol. 10, Issue 6 (June 2023) , art. 669, ISSN 2304-6732

DOI: 10.3390/photonics10060669

16 p, 4.5 MB

The record appears in these collections:
Articles > Research articles
Articles > Published articles