Версия для слабовидящих

ПРОЕКТЫ

Создавай новое

Сделано в СГТУ

30.05.2017 563

Физики СГТУ выявили новые особенности взаимодействия света с веществом. В перспективе результаты исследования позволят реализовать новые подходы в оптической диагностике биотканей и композитных материалов.

Статья, посвященная этому исследованию, принята к публикации в высокорейтинговом журнале «Optics Express», входящем в первую квартиль международных баз данных Web of Science и Scopus. Авторы статьи «Reference-free path length interferometry of random media with the intensity moments analysis» - Дмитрий Зимняков, Сергей Ювченко, Мария Павлова и Марина Алонова.

Работа физиков основана на модернизации одного из методов оптического зондирования - метода оптической когерентной томографии (ОКТ), который широко используется для анализа случайно-неоднородных сред, в том числе и биотканей. Ученые модифицировали метод ОКТ, упростив схему получения оптического сигнала с зондируемого объекта и расширив его функциональные возможности (в частности, по глубине зондирования).

«В традиционном методе применяются два пучка света с конечной шириной спектра – предметный пучок, зондирующий исследуемый объект, и опорный пучок. В результате их сложения в оптическом когерентном томографе достигается возможность получения информации о структуре объекта, - объясняет заведующий кафедрой «Физика» Дмитрий Зимняков. - Мы пошли по иному пути: использовали лишь один предметный пучок с конечной шириной спектра и исследовали статистические свойства рассеянного объектом пучка для различных длин волн. Анализ случайных изменений интенсивности рассеянного света при сдвигах пучка относительно объекта дает уникальную информацию о случайно-неоднородной среде: размерах и концентрации частиц, образующих среду, их физических свойствах».

По словам Дмитрия Зимнякова, ученые в своем исследовании вводили в случайно-неоднородную среду краситель родамин 6Ж, флуоресцирующий под действием лазерного света, и использовали флуоресцентное свечение красителя в качестве зондирующего излучения. 

Мы установили, что для определенных длин волн имеет место усиление флуоресцентного излучения в среде, которое приводит к возрастанию характерной длины распространения света в среде, - объясняет профессор. - Аналогичный эффект имеет место в лазерных средах со случайной структурой, однако в данном случае это происходит при существенно меньших значениях мощности лазера, накачивающего среду, и в непрерывном режиме работы. Другими словами, мы наблюдали эффект, предшествующий возникновению лазерной генерации в случайно-неоднородной среде с красителем при ее накачке другим лазером.

Ученые считают, что обнаруженные ими особенности распространения света в случайно-неоднородных средах  позволят усовершенствовать методы когерентно-оптического зондирования для биомедицинских применений и позволят, в частности, эффективно выявлять изменения в структуре и физических свойствах поверхностных слоев биотканей, характерные для ранних стадий ряда заболеваний (в том числе и онкологических).

Новые эффекты, обнаруженные физиками СГТУ, представляют интерес для таких областей современной науки, как лазерная физика и фотоника.