Propague la luz a través de cualquier tipo de medio, ya sea espacio libre o tejido biológico, y la luz se dispersará. La robustez de la dispersión es un requisito común para las comunicaciones y para los sistemas de imágenes. La luz estructurada, con su uso de patrones proyectados, esresistente a la dispersión y, por lo tanto, se ha convertido en una herramienta versátil. En particular, los modos de luz estructurada que transportan el momento angular orbital OAM han atraído una atención significativa para las aplicaciones en imágenes biomédicas.
OAM es una propiedad interna de la luz que confiere una forma de rosquilla característica al perfil espacial. El perfil de polarización de los modos de luz OAM también se puede estructurar. Superponga dos modos OAM y puede obtener un haz de vórtice vectorial VVB caracterizado poruna distribución de intensidad de rosquilla en la sección transversal del haz, y con polarización espacialmente variable. Los VVB se consideran adecuados y ventajosos para aplicaciones cuánticas en tecnología médica.
Un innovador escáner de cáncer
Un equipo internacional de investigadores publicó recientemente un estudio exhaustivo de la transmisión de VVB en medios de dispersión. El equipo está colaborando bajo los auspicios del proyecto FET-OPEN de la Unión Europea, Cancer Scan, que propone desarrollar un concepto tecnológico unificado radicalmente nuevo de detección biomédicadesplegando nuevas ideas en óptica cuántica y mecánica cuántica. El nuevo concepto se basa en la transmisión y detección unificadas de fotones en un espacio tridimensional de momento angular orbital, entrelazamiento y características hiperespectrales. Teóricamente, estos elementos pueden contribuir al desarrollo de un escáner quepuede detectar el cáncer y detectarlo en una sola exploración del cuerpo, sin ningún riesgo de radiación.
Como se explicó en su informe, el equipo implementó una plataforma flexible para generar VVB y haces gaussianos, e investigó su propagación a través de un medio que imita las características del tejido biológico. Demuestran y analizan la degradación tanto del perfil espacial como del patrón de polarizaciónde los diferentes modos de luz.
Listo, apuntar, dispersar
Tanto para los haces gaussianos como para los VVB, los autores comentan que los perfiles espaciales experimentan un cambio brusco a medida que la concentración del medio aumenta más allá del 0.09%: una disminución repentina y rápida del contraste. Los autores observan que el cambio se debe a la presencia de unfondo uniforme causado por los componentes dispersos de las vigas.
Investigando los perfiles de polarización, descubrieron que el comportamiento de VVB es bastante diferente del de los haces de Gauss. Los haces de Gauss presentan un patrón de polarización uniforme que no se ve afectado por el proceso de dispersión. Por el contrario, los VVB presentan una distribución compleja de polarización en la transversalEl equipo observó que una parte de la señal VVB se despolariza por completo cuando pasa a través de medios de dispersión, pero una parte de la señal conserva su estructura.
Estas ideas sobre cómo la interacción con los medios de dispersión pueden afectar el comportamiento de la luz OAM estructurada representan un paso adelante en la exploración de cómo puede interactuar con el tejido biológico. El equipo espera que su estudio integral estimule una mayor investigación sobre los efectos de la dispersión de la luzmedios que imitan los tejidos, para avanzar en la búsqueda de tecnología innovadora de detección biomédica.
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Materiales proporcionado por SPIE - Sociedad Internacional de Óptica y Fotónica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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