新型激光束可穿透不透明介质

激光束通过改变其在空间波前形状，可以在强散射介质中传播，而没有横向的扩散。此外，光的后向散射被抑制。

研究人员发现了一种方法，可以对激光束进行预处理，使其进入不透明表面，而不会像照灯那样被分散，从而能够以最大强度穿透浓雾。耶鲁大学和密苏里科技大学的科学家们的这一发现在深层组织成像和光遗传学方面具有潜在的应用前景，在深层组织成像和光遗传学中，光被用来探测和操纵活组织中的细胞。

 

图片来源：耶鲁大学

一项宣布这项技术的研究论文发表在近日出版的《自然光子学Nature Photonics》杂志上。“通常情况下，通过雾等扩散介质时，传播的光束会横向传播，但我们发现，激光束的特殊制备可以传输所有入射光而不横向传播，”耶鲁大学应用物理和物理学教授首席研究员Hui Cao说。

研究人员使用一个空间光调制器(SLM)和一个电荷耦合器件(CCD)相机来分析由一层白色涂料制成的不透明材料。SLM对入射到材料前表面的激光束进行了裁剪，CCD摄像机记录了材料后的光强分布。有了这些信息，激光可以找到一条穿过白色油漆的“路线”。 

结果是形成了一个更集中的光束，不透明材料内部和后面的每单位体积中的光都会更多。除了一层白色涂料外，激光有效的材料还包括生物组织、雾、纸和牛奶。 

Cao说：“我们的方法适用于任何不吸收光的不透明介质。”这项研究的第一作者是耶鲁大学博士后研究员哈Hasan Yılmaz。其他作者是耶鲁大学博士后研究员Chia Wei Hsu和密苏里科技大学副教授Alexey Yamilov。 

“增强不透明散射介质中的光能在光遗传学和深层组织成像中非常重要，”Hasan Yılmaz说。“而目前的技术，由于会经历多次散射，探测和刺激脑组织内的神经元或图像神经元的穿透深度受到一定程度的限制。” 

原文链接：https://phys.org/news/2019-03-laser-opaque-media.html