Een nieuw papier binnen Natuurfotonica van onderzoekers van CU Boulder beschrijft indrukwekkende verbeteringen in het vermogen om de verspreiding en interactie van licht in complexe media zoals weefsel te beheersen - een gebied met veel potentiële toepassingen op medisch gebied.

Gepubliceerd maandag, het artikel is getiteld "Wavefront-vormgeving in complexe media met een 350 kHz-modulator via een 1D-naar-2-D-transformatie." Het werk werd uitgevoerd in het laboratorium van professor Rafael Piestun in de Electrical, Afdeling Energie en Informatica. Het team omvatte CU Boulder postdoctorale onderzoekers Omer Tzang en Simon Labouesse, onderzoeker Eyal Niv en CU Boulder afgestudeerde student Sakshi Singh. Greg Myatt van Silicon Light Machines, een samenwerkend bedrijf in dit project, werkte ook met de groep.

Beheersing van het proces waarmee lichtgolven in en door complexe media reizen, zoals bloed en huid, is een groeiend onderzoeksgebied. Helaas, ruimtelijke lichtmodulatie-apparaten, die dit mogelijk maken door de eigenschappen van een lichtstraal op nuttige manieren te variëren, zijn beperkt in snelheid. Dit voorkomt real-time toepassingen zoals beeldvorming van levend weefsel of door turbulente stroming, die constant met de milliseconde veranderen.

Dit behandelen, Het team van Piestun heeft een lichtgolfcontroletechniek geïntroduceerd die sneller is dan elke andere beschikbare technologie met meer dan één orde van grootte, demonstreren van een record high-speed golfvorming.

Piestun zei dat het bereiken van deze mijlpaal fundamentele fotonica en optisch ontwerp vereiste, evenals hardware- en softwareontwikkeling om een ​​hoge snelheid, 1D micro-elektromechanisch apparaat voor de uit te voeren taak.

De toepassingen van deze techniek zijn divers, inclusief het gebruik van multimode-vezels als miniatuur-endoscopen - medische optische apparaten die worden gebruikt om in het lichaam te kijken. Door beeldvorming mogelijk te maken via multimode-vezels, die dunner en efficiënter zijn dan bestaande endoscopen, deze techniek zou een venster kunnen openen naar voorheen ontoegankelijke delen van het menselijk lichaam. Een andere intrigerende toepassing is om licht dieper in huidweefsels te focussen voor medische evaluatie, zei Piëtun.

"Als je een laser onder de huid probeert te focussen, je kunt momenteel maar een millimeter diep gaan. Het idee is om veel dieper te gaan en dit werk kan daar toe leiden, " hij zei.