Vedci objavili nové možnosti využitia optických vlákien v medicíne a v biológii, napríklad pri podrobnejšom štúdiu procesov, ktoré sa odohrávajú v mozgu pri vzniku a rozvoji Alzheimerovej choroby.
Do tohto výskumu vedcov škótskej univerzity v Dundee sa zapojil aj brnenský fyzik z Prírodovedeckej fakulty Masarykovej univerzity prof. Mgr. Tomáš Tyc. Ph.D.
Pozorovanie jednotlivých neurónov v mozgu
Podľa neho, tento významný objav umožní lepšie využitie potenciálu optických vlákien. „Môže otvoriť cestu k novému typu endoskopu s hrúbkou ľudského vlasu. Umožňoval by napríklad pozorovanie jednotlivých neurónov v mozgu,“ vysvetlil T. Tyc.
Ako ďalej spresnil, namiesto zväzku desiatok tisíc vlákien sa tak bude dať použiť iba jediné vlákno. Umožní to sledovať, bez výrazného poškodenia okolitých tkanív, oveľa menšie objekty v ľudskom tele, ako je teraz možné.
Odborníci už skôr zistili, že pre každé vlákno možno zmerať takzvanú transformačnú maticu, ktorá vyjadruje, ako sa zmení stav svetla pri prelete vláknom a s ktorej pomocou sa dá výsledný obraz či informácie zrekonštruovať do pôvodnej podoby.
Problém však bol s tým, že pri zmene tvaru vlákna sa transformačná matica zmenila a bolo nutné ju opakovane premeriavať napríklad pre každé ohnutie.
„My sme však ukázali, že transformačnú maticu možno spočítať iba vtedy, keď poznáme nový tvar vlákna, ktorý sa meria podstatne ľahšie ako samotná matica. Vďaka tomu bude možné v reálnom čase zobrazovať objekty aj vláknom, ktorého tvar sa neustále mení," spresnil T. Tyc.
Prenos viacerých informácií naraz
Optickými vláknami sa šíria informácie v podobe častíc svetla, fotónov. Tie sa vnútri vlákna komplikovaným spôsobom odrážajú, a tým často dochádza k čiastočnej strate informácie, ktorú nesú.
Preto je napríklad pri endoskope, ktorý sa využíva v medicíne pre vyšetrenie telových dutín, nutné použiť zväzok mnohých desiatok tisíc optických vlákien, z ktorých každé prenáša len jeden pixel obrazu. Existujú však vlákna, ktoré prenášajú viac informácií naraz.
„Doteraz sa odborníci domnievali, že sa spôsob šírenia svetla v týchto typoch optických vlákien nedá predpovedať a ich kapacitu preto nemožno úplne využiť. My sme však na bežných komerčných vláknach overili, že to ide predpovedať s vysokou presnosťou, a to dokonca aj vtedy, keď je vlákno ohnuté alebo inak deformované," zhrnul T. Tyc.
