Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили оптический эффект, позволяющий преобразовывать рассеянное лазерное излучение в сфокусированный луч. Метод применили для высокоскоростной трехмерной визуализации тканей головного мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Methods.
При пропускании лазера высокой мощности через многомодовое оптическое волокно свет обычно рассеивается из-за внутренних дефектов структуры материала. Для преодоления этого ограничения в оптике традиционно используются дополнительные линзы и системы формирования пучка.
При тестировании оборудования было зафиксировано, что при повышении мощности до критического уровня рассеянный свет концентрируется в тонкий луч. Для воспроизведения этого эффекта потребовалось выровнять угол входа лазерного потока строго на ноль градусов по отношению к волокну.
Выполнение этих параметров создает физический баланс, при котором нелинейность компенсирует внутренний беспорядок стеклянного волокна. В результате система самостоятельно формирует стабильный луч без необходимости использования внешней корректирующей оптики.
Технологию применили для сканирования гематоэнцефалического барьера человека в лабораторных условиях. Оборудование обеспечило создание трехмерных изображений на клеточном уровне в 25 раз быстрее, чем это делают существующие стандартные оптические методы.
Узконаправленный луч минимизировал количество визуальных артефактов и позволил отслеживать процесс поглощения белков клетками в режиме реального времени. Метод может быть востребован в фармакологии для оценки проницаемости барьеров мозга без применения флуоресцентных меток.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в МГУ нашли способ диагностировать проблемы с сетчаткой с помощью лазера.