细如发丝的光纤尖端显微镜

阿德莱德大学的研究人员作为一个国际团队的成员，开发出了一种方法，可以通过比头发丝还细的光纤进行高级显微镜检查。

阿德莱德大学生命之光中心的 Ralf Mouthaan 博士说：“光学领域的最新进展，使得通过极细的光纤可控地传输光线成为可能，但直到现在，研究人员仍无法传输进行高级显微镜检查所需的更复杂的光线模式。该设备的占地面积远远小于其他任何光纤成像设备，因此可以从人体以前无法触及的部位采集显微镜图像，同时最大限度地减少相关的组织损伤。通过光纤传输的光在传播过程中会发生扭曲。当光纤的尺寸接近人的头发丝宽度时，这种扭曲会导致明显的随机颗粒状图案。新的方法已经开始纠正这种扭曲，使超薄脚印设备能够穿透以前无法进入的身体部位。然而，这些方法产生的光束并不完美，因此不适合超分辨率或宽视场显微镜检查。在头发丝粗细的光纤中执行高级显微镜检查将揭示大量额外信息。”

这种新方法将有利于光片显微镜等先进的显微镜技术，在光片显微镜中，通过一次对一个平面成像来建立样品的体积图像，或者受激发射耗尽（STED）显微镜，这种显微镜可以对直径为十亿分之一米的难以置信的微小结构进行成像。

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实验装置示意图

该项目由 Ralf Mouthaan 博士负责，是他与英国诺丁汉大学的 Peter Christopher 博士和 George Gordon 博士以及英国剑桥大学的 Tim Wilkinson 教授和 Tijmen Euser 教授密切合作的成果。基山-多拉基亚（Kishan Dholakia）教授作为生命之光中心主任领导着阿德莱德团队。

该团队现在已经证明，可以预先塑造光线，使其产生任何想要的光学图案，即使是在扭曲之后。

他们在《先进光学材料》（Advanced Optical Materials）杂志上发表的论文所描述的方法对光纤输出端的光束振幅、相位和偏振进行了前所未有的控制。他们展示了贝塞尔光束、艾里光束和拉盖尔-高斯光束等奇特光型的投影，每种光型都具有独特的特性，是现代显微镜技术的基础。

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实验投影

Mouthaan 博士说：“虽然许多先进的显微镜可以占据整个实验室，但这种方法是显微镜微型化的重要一步，以至于可以在人体内拍摄显微镜图像。通过光纤投射的内容几乎没有限制。例如，新的校徽也可以形成。”

阿德莱德的团队现在将着手展示首批概念验证 “内窥镜”，而诺丁汉大学的团队成员则将努力制造出可用于临床的内窥镜。

论文链接：https://dx.doi.org/10.1002/adom.202401985