Nye former for laserstråler smutter gennem uigennemsigtige medier

Forskere har fundet en måde at forbehandle en laserstråle på, så den kommer ind på uigennemsigtige overflader uden at sprede sig-som en forlygte, der er i stand til at skære igennem tung tåge med fuld styrke.

Opdagelsen fra forskere ved Yale University og Missouri University of Science &Technology har potentielle anvendelser til billeddiagnostik og optogenetik, hvor lys bruges til at sonde og manipulere celler i levende væv.

En undersøgelse, der annoncerer teknikken, vises i 4. marts -udgaven af ​​tidsskriftet Natur fotonik .

"Typisk, en optisk stråle, der formerer sig gennem et diffust medium, såsom tåge, vil sprede sig lateralt, men vi har opdaget, at en særlig forberedelse af laserstrålen kan transmittere alt indkommende lys uden lateral spredning, "sagde hovedforsker Hui Cao, John C. Malone professor i anvendt fysik og fysik ved Yale.

Forskerne brugte en spatial lysmodulator (SLM) og et ladningskoblet apparat (CCD) kamera til at analysere et uigennemsigtigt materiale, der er lavet af et lag hvid maling. SLM skræddersyede laserstrålen, der hændte på materialets forside, og CCD -kameraet registrerer intensitetsprofiler bagved. Med disse oplysninger, laseren finder en "rute" gennem den hvide maling.

Resultatet er en stråle, der er mere koncentreret, med mere lys pr. volumen inde og bag det uigennemsigtige materiale. Ud over et lag hvid maling, de materialer, hvor laseren ville være effektiv, omfatter biologisk væv, tåge, papir, og mælk.

"Vores metode fungerer for ethvert uigennemsigtigt medium, der ikke absorberer lys, "Sagde Cao.

Den første forfatter til undersøgelsen er Yale postdoktoral forskningsassistent Hasan Y? Lmaz. Yderligere forfattere er Yale postdoktorforsker Chia Wei Hsu og Missouri University of Science and Technology lektor Alexey Yamilov.

"Forbedring af optisk energi i uigennemsigtige spredningsmedier er ekstremt vigtig i optogenetik og billeddiagnostik med dybt væv, "Y? Lmaz sagde." I øjeblikket er penetrationsdybde for at undersøge og stimulere eller billedneuroner inde i hjernevævet er begrænset på grund af multiple-spredning. "