Onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de UT en de Stichting FOM hebben een nieuwe methode ontwikkeld om licht door troebele materialen te focusseren. Ze doen letterlijk de lichten uit -door specifiek delen te blokkeren- om een heldere spot te krijgen. Dat is op termijn toe te passen in bijvoorbeeld lichttherapie, waarbij licht op één plek in het weefsel wordt gefocusseerd. De resultaten zijn gepubliceerd in het toonaangevende Amerikaanse tijdschrift Optics Express.
Als een laserstraal door een papiertje schijnt, dan verschijnt er achter het papier een zwak gespikkeld intensiteitpatroon. Dit wanordelijke patroon komt door interferentie: de lichtgolven versterken elkaar op sommige punten en op andere punten verzwakken ze elkaar. Door selectief sommige lichtgolven te verwijderen, verkrijgen de onderzoekers een intensere spot op een gewenste plaats.
Miljoen spiegeltjes
De nieuwe methode heet 'binaire amplitudemodulatie'. De onderzoekers hebben hun nieuwe methode getest met twee soorten modulatoren; eén gebaseerd op vloeibare kristallen en een micro-elektromechanische systeem (MEMS)-modulator. De MEMS modulator bevat een miljoen kleine spiegeltjes, waarvan positie heel snel kan worden aangepast. Hierdoor kan de methode in principe veel sneller werken dan de huidige methode (golffront fase modulatie) en is hij relatief goedkoop. De snelheid is essentieel bij dynamische media, zoals biologisch weefsel. Toepassingen in de geneeskunde zijn dus een stap dichterbij gekomen.
Een vlak golffront van een laser door een troebel materiaal. Het uitgezonden licht vormt een gespikkeld intensiteitpatroon (links). Als delen van het golffront selectief worden geblokkeerd, komt er een spot op de gewenste plek die 50X helderder is dan de achtergrond (rechts). De zwart-witte patronen geven de amplitudes weer die naar de troebele materialen gestuurd worden. Daarnaast zijn de waargenomen intensiteit patronen van het doorgelaten licht weergegeven (rood komt overeen met een hoge intensiteit; de linker en rechter kleurenschalen zijn verschillend).
Het onderzoek is uitgevoerd in de groep Complex Photonic Systems van prof. Willem Vos. Deze groep maakt deel uit van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de UT.
De publicatie in Optics Express: Focusing Light Through Random Photonic Media by Binary Amplitude Modulation door Duygu Akbulut, Thomas J. Huisman, Elbert G. van Putten, Willem L. Vos and Allard P. Mosk
Dit bericht is gebaseerd op een persbericht van de Stichting Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM).
Contactpersoon UT: Wiebe van der Veen, tel (053)4894244
