Un nouveau papier en Photonique de la nature des chercheurs de CU Boulder détaille des améliorations impressionnantes dans la capacité de contrôler la propagation et l'interaction de la lumière dans des milieux complexes tels que les tissus, un domaine avec de nombreuses applications potentielles dans le domaine médical.

Publié lundi, l'article s'intitule "Formation de front d'onde dans des supports complexes avec un modulateur 350 kHz via une transformation 1D-to-2-D". Le travail a été effectué dans le laboratoire du professeur Rafael Piestun à l'Électricité, Département de génie énergétique et informatique. L'équipe comprenait les chercheurs post-doctoraux du CU Boulder Omer Tzang et Simon Labouesse, le chercheur Eyal Niv et l'étudiant diplômé du CU Boulder Sakshi Singh. Greg Myatt de Silicon Light Machines, une entreprise collaboratrice à ce projet, également travaillé avec le groupe.

Contrôler le processus par lequel les ondes lumineuses voyagent dans et à travers des supports complexes, comme le sang et la peau, est un domaine de recherche en pleine expansion. Malheureusement, dispositifs de modulation spatiale de la lumière, qui permettent cela en faisant varier les propriétés d'un faisceau de lumière de manière utile, sont limités en vitesse. Cela empêche les applications en temps réel telles que l'imagerie de tissus vivants ou à travers un écoulement turbulent, qui changent constamment à la milliseconde.

Pour remédier à ce, L'équipe de Piestun a introduit une technique de contrôle des ondes lumineuses qui est plus rapide que toute autre technologie disponible de plus d'un ordre de grandeur, démontrant une forme d'onde à grande vitesse record.

Piestun a déclaré que l'atteinte de ce jalon nécessitait une conception photonique et optique fondamentale, ainsi que le développement de matériel et de logiciels pour adapter une vitesse élevée, Dispositif micro-électromécanique 1D adapté à la tâche à accomplir.

Les applications de cette technique sont variées, y compris l'utilisation de fibres multimodes comme endoscopes miniatures, des dispositifs optiques médicaux utilisés pour regarder à l'intérieur du corps. En permettant l'imagerie via des fibres multimodes, qui sont plus fins et plus efficaces que les endoscopes existants, cette technique pourrait ouvrir une fenêtre sur des régions auparavant inaccessibles du corps humain. Une autre application intéressante consiste à concentrer la lumière plus profondément dans les tissus cutanés pour une évaluation médicale, dit Piestun.

"Si vous essayez de focaliser un laser sous la peau, vous ne pouvez actuellement descendre qu'à moins d'un millimètre de profondeur. L'idée est d'aller beaucoup plus loin et ce travail pourrait y conduire, " il a dit.