2024.11.15. 巴塞罗那大学研究团队在《ACS Photonics》上发表研究文章 “Parallelized Ultrasound-Guiding for Enhanced Light Delivery within Scattering Media”，本研究介绍了一种通过超声来增强散射介质中光传输的方法。
在样品内较大区域的光传递构成了生物医学应用的基础，这些应用与光声断层扫描、荧光成像和光疗技术一样相关。然而，光散射限制了这些方法到达生物组织内深部区域的能力。因此，它们的操作范围仍然局限于样品的表面区域，对有效的光学治疗和诊断构成了重大障碍。
本研究提出了一种方法来解决这个问题，并增强散射样本内扩展区域的光传输。策略包括使用超声波直接调制样品的光学特性，产生充当嵌入式光波导的折射率梯度。通过采用两个垂直方向的压电板，可以在样品内同时形成多个平行波导，从而允许光在大面积(当前实验中为3×3mm^2)上引导。
超声引导光传输优势：超声可在广泛区域增强散射介质中的光传输，能在散射介质中实现均匀和扩展的光传输，最大可增强700%和200%的光传输(光学厚度分别为2.9和10.5)。
超声引导光传输原理
超声场作用：使用两个垂直的压电板产生正交的超声平面波，相互干涉形成二维正弦折射率分布的网格，起到平行波导的作用。
该方法与先进的光基方法(如光声断层扫描、光动力治疗和光声显微镜)相结合，有望扩展这些技术的操作深度，同时不牺牲其核心优势。
多个平行超声产生的波导
散射介质中的光强度增强
浸没在散射介质中的量子点的双光子超声诱导激发
文章链接
Mestre-Torà B, Duocastella M. Parallelized Ultrasound-Guiding for Enhanced Light Delivery within Scattering Media. ACS Photonics, 2024.
Chaigne T, Katz O, Boccara A C, et al. Controlling light in scattering media non-invasively using the photoacoustic transmission matrix. Nature Photonics, 2014, 8(1): 58-64.
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