Ultrakompaktowy laser, który pomoże dokładnie zobrazować siatkówkę i wcześniej wykrywać choroby oczu stworzyli naukowcy z Wydziału Elektroniki Politechniki Wrocławskiej.

Zespół pod kierunkiem dr. hab. Grzegorza Sobonia od 2018 roku pracuje nad nowym typem lasera, będącego tzw. optycznym grzebieniem częstotliwości. Naukowcy właśnie stworzyli prototyp takiego urządzenia.

– Jest to tzw. laser femtosekundowy, który można stosować w obrazowaniu tkanek biologicznych – wyjaśnia dr hab. Grzegorz Soboń, lider projektu. – Znajdzie on zastosowanie m.in. w obrazowaniu in vivo siatkówki oka, umożliwiając tym samym stworzenie narzędzi do zaawansowanej i wczesnej diagnostyki chorób oczu.

Prototyp ma unikatowe parametry, nieosiągalne przez inne systemy dostępne obecnie na rynku. Laser generuje ultrakrótkie impulsy o czasie trwania 60 fs (60×10-15 sekundy) i długości fali 780 nm (tj. z pogranicza pasma widzialnego i podczerwieni), i umożliwia przestrajanie częstotliwości powtarzania impulsów (tzn. regulowanie odstępu czasowego pomiędzy kolejnymi impulsami). Szczególnie ta ostatnia cecha jest niezmiernie istotna i kluczowa do zastosowań w mikroskopii wielofotonowej, gdyż pozwala dostosować częstotliwość impulsów do konkretnych fluoroforów.

– Pokazaliśmy, że zwiększenie odstępu między impulsami, przy zachowaniu ich czasu trwania, pozwala zwiększyć intensywność sygnału fluorescencyjnego mierzonej próbki – opowiada dr hab. Grzegorz Soboń. – Jest to istotne w przypadku badań tkanek wrażliwych na uszkodzenie, takich jak ludzkie oko, dla których nie można zastosować dużej mocy optycznej.

Naukowcom zależało też na maksymalnym uproszczeniu konstrukcji lasera. Prototyp nie wymaga żadnego justowania ani kalibracji, może być obsługiwany przez personel medyczny, lekarzy, biologów. - Jest to laser światłowodowy, tzn. światło jest „uwięzione” we włóknach optycznych i opuszcza je dopiero na samym końcu układu, przed mikroskopem dwufotonowym – wyjaśnia dr hab. Soboń, i dodaje: – Dzięki prostej konstrukcji, wykorzystującej nasze „know-how” w zakresie wzmacniania ultrakrótkich impulsów laserowych oraz zjawisk nieliniowych zachodzących w światłowodach, urządzenie to jest także dużo tańsze w produkcji niż konkurencyjny laser tytanowo-szafirowy.

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 doktorat uzyskał na PWr, a obecnie pracuje w Instytucie Chemii Fizycznej PAN. W zespole pracują też Aleksander Głuszek i Zbigniew Łaszczych.

Źródło: Politechnika Wrocławska