Projektbeschreibung
Optimierung der Multimodefasertechnologie für die medizinische Bildgebung
Seit die Faseroptik medizintechnisch nutzbar gemacht wurde, kamen immer neue Anwendungsfelder hinzu, von invasiven und nichtinvasiven Therapien bis hin zur Endoskopchirurgie und diagnostischen Bildgebung. Trotz der Vorteile von Multimodefasern gegenüber anderen Fasern bewegen sich Lichtstrahlen unterschiedlich schnell durch die Fasern, was die Modendispersion verursacht. Da aber lange Vor- und Nachbearbeitungszeiten des optischen Signals anfallen, ist der Einsatz für die Echtzeitbildgebung begrenzt. Das EU-finanzierte Projekt WAVESCOPE entwickelt Technologien, um dieses Problem zu lösen und demonstriert die Erzeugung stabiler Hochleistungs- und stark fokussierter optischer Strahlen mit Multimodefasern. Diese Technik dürfte im Erfolgsfall ein echter Durchbruch in der intraoperativen Bildgebung werden.
Ziel
The WAVESCOPE project is about exploiting a novel optical concept recently introduced by the PI in the domain of medical imaging. This concept deals with the frontier research topic in the photonics, i.e. the self-control of the spatial quality of optical beams in multimode nonlinear optical fibers. The WAVESCOPE technology is poised to enable a breakthrough in the clinical domain, providing for the first time ever the stable delivery of high power and strongly focused optical beams with multimode optical fibers into the demanding domain of intraoperative imaging. In the state-of-the-art multimode nonlinear optical devices, propagation in multimode fibers is hampered by randomization of light beams, leading to beam scrambling after short lengths of fiber. This makes the use of multimode fibers unviable for real-time imaging, because of the necessary lengthy pre- and post-processing of the optical signal. Our approach is to exploit the intensity dependent refractive index of fibers to recover the spatial beam quality of a multimode wave. In the project we shall develop a new multimode fiber based device for scanning 3D samples with micrometer resolution by using ultrashort high peak power optical pulses, whereby fiber nonlinearity provides an environmentally robust compensation of temporal and spatial dispersion, thus preventing information spreading in time domain, and beam quality loss in the spatial domain. WAVESCOPE technology has applications in many industry fields: here we will demonstrate the proof-of-principle generation of high-resolution optical images in optical microscopy/endoscopy, thereby resolving an uncovered need on the introduction of the intraoperative pathologic assessment in oncology through the in-situ optical biopsy.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-POC-LS - ERC Proof of Concept Lump Sum PilotGastgebende Einrichtung
00185 Roma
Italien