Un nuovo giornale in Fotonica della natura dai ricercatori di CU Boulder dettaglia miglioramenti impressionanti nella capacità di controllare la propagazione e l'interazione della luce in mezzi complessi come i tessuti, un'area con molte potenziali applicazioni in campo medico.

Pubblicato lunedì, il documento è intitolato "Formazione del fronte d'onda in mezzi complessi con un modulatore 350 kHz tramite una trasformazione da 1D a 2D". Il lavoro è stato svolto nel laboratorio del professor Rafael Piestun nell'Electric, Dipartimento di Ingegneria Energetica e Informatica. Il team comprendeva i ricercatori post-dottorato CU Boulder Omer Tzang e Simon Labouesse, ricercatore Eyal Niv e studente laureato CU Boulder Sakshi Singh. Greg Myatt di Silicon Light Machines, un'azienda che ha collaborato a questo progetto, anche lavorato con il gruppo.

Controllare il processo mediante il quale le onde luminose viaggiano all'interno e attraverso mezzi complessi, come sangue e pelle, è un settore di ricerca in crescita. Sfortunatamente, dispositivi di modulazione spaziale della luce, che lo consentono variando in modo utile le proprietà di un fascio di luce, sono limitati in velocità. Ciò impedisce applicazioni in tempo reale come l'imaging di tessuti vivi o attraverso il flusso turbolento, che cambiano continuamente al millisecondo.

Per affrontare questo, Il team di Piestun ha introdotto una tecnica di controllo delle onde luminose che è più veloce di qualsiasi altra tecnologia disponibile di più di un ordine di grandezza, dimostrando una modellatura delle onde ad alta velocità record.

Piestun ha affermato che il raggiungimento di questo traguardo ha richiesto la fotonica e il design ottico fondamentali, così come lo sviluppo hardware e software per personalizzare un'alta velocità, Dispositivo microelettromeccanico 1D per il compito da svolgere.

Le applicazioni di questa tecnica sono molteplici, incluso l'uso di fibre multimodali come endoscopi in miniatura, dispositivi ottici medici utilizzati per guardare all'interno del corpo. Abilitando l'imaging attraverso fibre multimodali, che sono più sottili ed efficienti degli endoscopi esistenti, questa tecnica potrebbe aprire una finestra su regioni precedentemente inaccessibili del corpo umano. Un'altra applicazione interessante consiste nel focalizzare la luce più in profondità nei tessuti cutanei per la valutazione medica, disse Piestun.

"Se provi a focalizzare un laser sotto la pelle, al momento puoi andare solo sotto un millimetro di profondità. L'idea è di andare molto più in profondità e questo lavoro potrebbe portare a questo, " Egli ha detto.