Основанная на лазере с хаотическим резонатором, технология сочетает в себе яркость традиционных лазеров с меньшим искажением изображения светоизлучающих диодов (светодиодов). Поиск лучших источников света для высокоскоростной полнопольной визуализации был в центре внимания интенсивных экспериментов и исследований в последние годы.
Новый лазер описан в статье в январе.
19 онлайн-издание Слушаний Национальной академии наук. Несколько лабораторий и отделов Йельского университета сотрудничали в исследовании при участии ученых в области прикладной физики, электротехнической и биомедицинской инженерии и диагностической радиологии.
«Этот лазер с хаотической полостью – отличный пример фундаментальных исследований, которые в конечном итоге привели к потенциально важному изобретению для общественного блага», – сказал соавтор А. Дуглас Стоун, Карл А. Морзе, профессор кафедры прикладной физики и профессор физики. «Вся основополагающая работа была в первую очередь мотивирована желанием понять определенные классы лазеров – случайных и хаотических – без известных приложений. В конце концов, при участии других дисциплин мы обнаружили, что эти лазеры уникально подходят для решения широкого класса задач в области визуализации и микроскопии."
Одна из этих проблем известна как "пятнистость"."Пятна – это случайный зернистый узор, вызванный высокой пространственной когерентностью, который может нарушить формирование изображений при использовании традиционных лазеров. Избежать такого искажения можно с помощью светодиодных источников света.
Проблема в том, что светодиоды недостаточно яркие для высокоскоростной визуализации.
Новый полупроводниковый лазер с электрической накачкой предлагает другой подход. Он производит интенсивное излучение, но с низкой пространственной когерентностью.
«Для полнопольной визуализации контраст спеклов должен составлять менее ~ 4%, чтобы избежать каких-либо помех для человеческого осмотра», – пояснил Хуэй Цао, профессор прикладной физики и физики, автор статьи. «Как мы показали в статье, стандартный лазер с торцевым излучением дает спекл-контраст ~ 50%, в то время как наш лазер имеет спекл-контраст 3%.
Таким образом, наш новый лазер полностью устранил проблему когерентных артефактов при формировании изображения полного поля."
Соавтор Майкл А. Чома, доцент кафедры диагностической радиологии, педиатрии и биомедицинской инженерии, сказал, что лазерные спеклы являются серьезным препятствием на пути развития определенных классов клинической диагностики, использующих свет. «Очень приятно работать с командой коллег над разработкой лазеров без спеклов», – сказал Чома. «Также интересно думать о новых видах клинической диагностики, которые мы можем разработать."