Обычные LED-источники света «просвечивают» 3D оптические отпечатки внутри материалов

Исследователи из Университета Ёнсе в Южной Корее впервые в мире разработали новую технологию под названием «некогерентная диэлектрическая тензорная томография» (iDTT). Она позволяет считывать сложные трехмерные «оптические отпечатки пальцев» внутри материалов, используя только обычный светодиодный источник света. Это обеспечивает более стабильный, дешёвый и неразрушающий метод анализа для таких областей, как материаловедение, биомедицина и полупроводниковая промышленность. Результаты опубликованы в журнале «Природа Фотоника».

Некоторые материалы обладают «оптической анизотропией», когда их показатель преломления меняется в зависимости от направления света. Это свойство служит «отпечатком» внутренней структуры и расположения молекул. Предыдущая технология DTT использовала лазеры, но страдала от шумов. Новая iDTT впервые применяет некогерентный светодиодный свет для трехмерной реконструкции диэлектрического тензора, что радикально снижает шум и повышает стабильность измерений. Для этого образец сканируется 48 раз с различными поляризациями и углами падения света.

Тесты показали, что iDTT может чётко восстанавливать микроструктуры, невидимые для лазерного аналога из-за шума. Технология позволила визуализировать трёхмерное расположение молекул внутри жидкокристаллических частиц и, без дополнительного окрашивания, точно наблюдать фиброз и уплотнение ткани толстой кишки после лучевой терапии. Ожидается, что iDTT найдёт широкое применение в материаловедении, производстве полупроводников, фармацевтике и медицинской визуализации, заменяя более громоздкое или разрушающее оборудование компактным и точным оптическим инструментом.