Superscherpe beelden door ultradunne glasvezelkabel

1 februari 2016, 10:06
Superscherpe beelden door ultradunne glasvezelkabel
Superscherpe beelden door ultradunne glasvezelkabel
Dankzij een gezamenlijk onderzoek van wetenschappers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente, het Max Planck Institute for the Science of Light (MPL), FOM en Carl Zeiss AG is superscherpe beeldvorming in het lichaam met minuscule endoscopen een stapje dichterbij gekomen. De unieke optische vezels van het MPL kunnen in combinatie met een geavanceerde wavefront shaping-techniek van de UT licht met een ongeëvenaarde resolutie focussen zonder gebruik van lenzen.

Momenteel is de resolutie van glasvezel-endoscopen op zijn best een micrometer, wat niet scherp genoeg is om details in bijvoorbeeld biologische cellen te zien. Sommige endoscopen bestaan uit een groot aantal glasvezels, waarbij elke vezel fungeert als een afzonderlijk pixel. Zulke bundels zijn meestal vrij dik, tenminste 1 mm in doorsnede. Endoscopen op basis van zogenaamde multimode-vezels geven een beter beeld en hoeven slechts 0,1 mm dik te zijn. Hierbij is de meest beperkende factor voor de resolutie is het feit dat de glasvezel alleen licht doorstuurt in het verlengde van de vezel. Licht dat onder een kleine hoek binnenkomt, kan nog steeds via weerkaatsing via de wanden worden doorgegeven; maar als de hoek te groot wordt, lekt het licht via de zijkant weg. De onderzoekers hebben nu laten zien dat vezels van fotonische kristallen deze beperking kunnen ondervangen.

Conventionele (‘step-index’) glasvezels bestaan uit een mantel en kern van verschillend materiaal met duidelijk verschillende brekingsindexen, waardoor licht propageert langs de vezel-as door totale interne reflectie. Fotonische kristalvezels bestaan maar uit één soort materiaal en de geleiding van het licht vindt plaats via een specifiek patroon van met lucht gevulde gaatjes in de mantel. Het aanpassen van de mantelstructuur van dit soort vezels biedt unieke mogelijkheden om specifieke vezel-optische eigenschappen te verkrijgen. In dit onderzoek hebben de wetenschappers een fotonische kristalvezel zodanig ontworpen en gemaakt dat een laserstraal van zichtbaar rood licht door de vezel tot op 0,52 µm gefocust kon worden.
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items