Ultrakompaktowy laser femtosekundowy do obrazowania siatkówki

Naukowcy z Wydziału Elektroniki Politechniki Wrocławskiej stworzyli ultrakompaktowy laser, który nadaje się do obrazowania tkanek biologicznych. To nowoczesne narzędzie znajdzie zastosowanie w medycynie jako pomoc we wczesnym wykrywaniu chorób oczu. Laser umożliwia uzyskanie znakomitej jakości obrazów tkanek, bez ryzyka ich uszkodzenia. Parametry generowanego przez niego promieniowania spełniają wymagania bezpieczeństwa pod kątem zastosowania u ludzi.

 

Ultrakompaktowy laser femtosekundowy do obrazowania siatkówki oka (fot.: Politechnika Wrocławska)

 

Nowoczesne lasery – optyczne grzebienie częstotliwości

Dr hab. Grzegorz Soboń wraz ze swoim zespołem od 2018 r. pracuje nad nowego typu laserami, będącymi tzw. optycznymi grzebieniami częstotliwości. W ramach projektu „Fiber-based mid-infrared frequency combs for laser spectroscopy and environmental monitoring”, finansowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, powstał prototyp ultrakompaktowego lasera. Jest to laser femtosekundowy, który można stosować do obrazowania tkanek biologicznych, m.in. obrazowania in vivo siatkówki oka, co zrewolucjonizuje diagnostykę chorób oczu.

 

Ultrakompaktowy laser femtosekundowy do obrazowania siatkówki oka (fot.: Politechnika Wrocławska)

 

Prosty, tani i skuteczny – nowy laser femtosekundowy

Prototyp, który powstał na Wydziale Elektroniki PWr, ma unikatowe parametry, nieosiągalne przez systemy dostępne na rynku. Wykorzystano w nim laser światłowodowy, który generuje ultrakrótkie impulsy o czasie trwania 60 fs i długości fali 780 nm (tj. z pogranicza pasma widzialnego i podczerwieni), i umożliwia przestrajanie częstotliwości powtarzania impulsów. Zwłaszcza ta ostatnia cecha jest kluczowa do zastosowań w mikroskopii wielofotonowej, gdyż pozwala dostosować częstotliwość impulsów do konkretnych fluoroforów.

Prototyp ma maksymalnie prostą konstrukcję. Nie wymaga justowania ani kalibracji i może być obsługiwany przez personel medyczny, lekarzy, biologów, a poza tym będzie dużo tańszy w produkcji niż konkurencyjny laser tytanowo-szafirowy.

 

Zespół dr. hab. Grzegorza Sobonia (pierwszy z lewej) tworzą: Aleksander Głuszek, dr inż. Dorota Stachowiak i Zbigniew Łaszczysz – wszyscy pracują w Katedrze Teorii Pola, Układów Elektronicznych i Optoelektroniki Wydziału Elektroniki PWr (fot.: Politechnika Wrocławska)

 

Współpraca Wydziału Elektroniki PWr z Instytutem Chemii Fizycznej PAN

Dzięki współpracy z grupą prof. Macieja Wojtkowskiego (laureata Nagrody FNP, tzw. „Polskiego Nobla”, pioniera w dziedzinie optycznej tomografii koherencyjnej oka) z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk wrocławski laser został zintegrowany z dwufotonowym mikroskopem fluorescencyjnym zbudowanym w IChF PAN.

Główną konstruktorką lasera jest dr inż. Dorota Stachowiak z Katedry Teorii Pola, Układów Elektronicznych i Optoelektroniki, natomiast badania nad mikroskopią fluorescencyjną zostały przeprowadzone przez dr. inż. Jakuba Bogusławskiego, który pracuje w IChF PAN. Członkami zespołu są też Aleksander Głuszek i Zbigniew Łaszczysz.

Wyniki badań zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie naukowym „Biomedical Optics Express”.

 

Źródło: https://pwr.edu.pl/uczelnia/aktualnosci/

Fot.: Politechnika Wrocławska