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有助于医学实时成像的一项新型技术

admin| 2019-12-16 15:21

控制光波在血液和皮肤等复杂介质中传播的过程,是一个日益增长的研究领域。不幸的是,空间光调制装置的速度是有限的,它们可以通过改变光束的特性来实现这一点。这就阻止了实时应用,如活体组织成像或湍流成像,而湍 ...
  

图片来源:科罗拉多大学博尔德分校。


   上图所示为美国科罗拉多大学博尔德分校实验室的波前整形实验。从左到右的研究人员依次是Sakshi Singh, Rafael Piestun和 Omer Tzang。

   来自科罗拉多大学博尔德分校的研究人员在《自然光子学Nature Photonics》杂志上发表的一篇新论文详细介绍了在复杂介质(如组织)中控制光的传播和相互作用的能力显著提高的技术,这一技术在医学方面有许多潜在的应用。

   这篇题目是“利用350千赫兹调制器通过一维到二维变换在复杂介质中进行波前整形”的论文已经于近期发表。这项工作是在电力、能源和计算工程系的Rafael Piestun教授的实验室进行的。研究小组成员包括博士后研究人员Omer TzangSimon Labouesse,研究员Eyal NivCu Boulder研究生Sakshi Singh。该项目的合作公司Silicon Light MachinesGreg Myatt也与该团队进行了合作。

   控制光波在血液和皮肤等复杂介质中传播的过程,是一个日益增长的研究领域。不幸的是,空间光调制装置的速度是有限的,它们可以通过改变光束的特性来实现这一点。这就阻止了实时应用,如活体组织成像或湍流成像,而湍流是以毫秒为单位不断变化的。

   为了解决这个问题,Piestun的团队引入了一种光波控制技术,其速度比任何其他可用技术都快一个数量级以上,展示了创纪录的高速波成形。

    Piestun说,要达到这一里程碑,需要基本的光子学和光学设计,以及硬件和软件开发,以便为手头的任务量身定制一个高速、一维的微电子机械设备。

   这项技术的应用是多种多样的,包括使用多模光纤作为微型内窥镜,医疗光学设备用来观察身体内部。与现有的内窥镜相比,多模光纤更薄、效率更高,通过多模光纤成像,这项技术可以打开一扇窗,进入人体以前无法进入的区域。Piestun说,另一个有趣的应用是将光线聚焦到皮肤组织的深层,以便进行医学评估。

   “如果你尝试将激光聚焦在皮肤下,你目前只能进入一毫米深。而我们这个新的想法是要深入得多,这项工作可能会有助于实现这一点。”

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