Эти инструменты могут пролить свет на биологические процессы, происходящие на макромолекулярном и субклеточном уровнях, которые обычно остаются скрытыми от глаз, поскольку большая часть тканей непрозрачна для видимого излучения. В APL Photonics, разработанной AIP Publishing, исследователи из Института фотонных технологий им. Лейбница в Германии создали особенно узкий эндоскоп, сделанный из одного тонкого оптического волокна, в котором используются голографические методы для восстановления изображений макроскопических объектов, помещенных перед дальним концом световода. эндоскоп.
«Мы были приятно удивлены тем, что качество изображения сохранялось на больших расстояниях, даже для объектов, расположенных на расстоянии полуметра от эндоскопа», – сказал автор Иво Лейте. «Мы ожидали, что небольшое количество фотонов, собранных в этом диапазоне, приведет к гораздо более высокому шуму обнаружения."
Усилия по визуализации с помощью эндоскопов с многомодовым волокном, ранее ориентированные на рабочие расстояния, обычно менее 20 микрометров, для разрешения деталей микрометрового масштаба. Это ограничивает поле зрения размером сердцевины волокна.
Исследователи довели операцию визуализации до наблюдения за макроскопическими объектами, которые можно размещать далеко от эндоскопа. Исследователи увеличили качество изображения с точки зрения разрешения изображения до 100000 пикселей на кадр изображения, что на порядок больше, чем у предыдущих голографических эндоскопов, и достигло разрешения современных видеоэндоскопов.
Их усилия открывают путь к применению этого класса минимально инвазивных эндоскопов в клинических применениях. Методика макроскопической визуализации, показанная в этом исследовании, будет иметь важное значение для анализа биологических образцов в масштабе ткани – так же, как это делают обычные клинические эндоскопы, – а также для направления вставки инструмента.
После того, как интересующая область идентифицирована, последовательность голограммы, отображаемая пространственным модулятором света, может быть обновлена для переключения модальности изображения и выполнения наблюдений на клеточном и субклеточном уровнях.
«Возможность такой гибкости в работе с изображениями с помощью того же немодифицированного эндоскопа – уникальная особенность, которую, как мы полагаем, вскоре могут предложить голографические эндоскопы», – сказал автор Томас Чизмар.
Методы управления светом исследователей могут быть использованы для доставки практически любого типа фотонного инструмента через тонкий эндоскоп, который может найти применение в различных областях, таких как оптическая трансфекция, субклеточная лазерная хирургия и микротехнология с помощью лазера.