Исследователи Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха предложили способ снизить оптические потери в полых микроструктурных волокнах и превратить их в эффективные источники света для медицинских зондов.
Микрофонарь состоит из фрагмента полого оптического волокна — отрезка крошечной стеклянной трубки. На ее внутреннюю поверхность наносят слои полимера и наночастиц, а концы трубки запечатывают полимерными мембранами. Если поверх мембран нанести зеркала, то фонарь превратится в лазер, который излучает узконаправленный одноцветный световой пучок.
Обычно подобные структуры подвержены значительным потерям интенсивности света. Это слабое место удалось устранить ученым из Сколтеха. При формировании зеркал из диоксида титана и оксида кремния на торцах волокна одновременно удаляется лишняя влага из полимерных слоев, что снижает шероховатость покрытия и, как следствие, уменьшает потери интенсивности светового сигнала. Благодаря этому микрофонарик из волокна диаметром всего 0,5 мм с внутренним каналом 0,25 мм пропускает значительно больше света, чем такие же конструкции без термоуплотнения.
Разработчики отмечают, что простая модификация позволит получить не только светодиодный источник, но в перспективе и компактный лазер с оптической накачкой. Два зеркала на концах образуют резонатор, а активную среду составляют квантовые точки; длину волны излучения — от ультрафиолета до среднего инфракрасного диапазона (0,3–6 мкм) — можно настроить изменением параметров слоя квантовых точек при производстве.
Ученые считают, что микрофонарь пригодится как в диагностике для подсветки труднодоступных участков сети сосудов и полых органов, так и в фотодинамической терапии, где узконаправленный лазерный луч сможет точечно активировать фоточувствительные препараты, например, для борьбы с опухолями.
Читать далее:
Физики исполнили мечту алхимиков: свинец в коллайдере превратили в золото
Ученые решили проблему, которая мешала запуску термоядерных реакторов почти 70 лет
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
На обложке: Установка для измерения спектров пропускания микроструктурных волокон с полой сердцевиной. Источник: Виктор Воробьев