Onderzoekers hebben een manier gevonden om een ​​laserstraal voor te behandelen zodat deze ondoorzichtige oppervlakken binnendringt zonder te verspreiden - zoals een koplamp die op volle sterkte door zware mist kan snijden.

De ontdekking van wetenschappers van de Yale University en de Missouri University of Science &Technology heeft potentiële toepassingen voor diepe weefselbeeldvorming en optogenetica, waarin licht wordt gebruikt om cellen in levend weefsel te onderzoeken en te manipuleren.

Een studie die de techniek aankondigt, verschijnt in de editie van 4 maart van het tijdschrift Natuurfotonica .

"Typisch, een optische straal die zich voortplant door een diffuus medium zoals mist, zal zich lateraal verspreiden, maar we hebben ontdekt dat een speciale voorbereiding van de laserstraal al het inkomende licht kan doorlaten zonder zijwaartse spreiding, " zei hoofdonderzoeker Hui Cao, de John C. Malone hoogleraar toegepaste natuurkunde en natuurkunde aan de Yale.

De onderzoekers analyseerden met een spatial light modulator (SLM) en een charge-coupled device (CCD) camera een ondoorzichtig materiaal dat is gemaakt van een laag witte verf. De SLM heeft de laserstraal die op het vooroppervlak van het materiaal valt, op maat gemaakt, en de CCD-camera registreert intensiteitsprofielen erachter. Met deze informatie, de laser vindt een "route" door de witte verf.

Het resultaat is een bundel die meer geconcentreerd is, met meer licht per volume binnen en achter het dekkende materiaal. Naast een laag witte verf, de materialen waarin de laser effectief zou zijn, omvatten biologisch weefsel, mist, papier, en melk.

"Onze methode werkt voor elk ondoorzichtig medium dat geen licht absorbeert, ' zei Cao.

De eerste auteur van de studie is Yale, postdoctoraal onderzoeksmedewerker Hasan Y?lmaz. Andere auteurs zijn Yale-postdoctoraal onderzoeker Chia Wei Hsu en universitair hoofddocent Alexey Yamilov aan de Missouri University of Science and Technology.

"Het verbeteren van optische energie in ondoorzichtige verstrooiingsmedia is uiterst belangrijk in optogenetica en diepe weefselbeeldvorming, " zei Y?lmaz. "Momenteel, penetratiediepte om neuronen in het hersenweefsel te onderzoeken en te stimuleren of af te beelden is beperkt vanwege meervoudige verstrooiing."