Propague la luz a través de cualquier tipo de medio, ya sea espacio libre o tejido biológico, y la luz se dispersará. La solidez a la dispersión es un requisito común para las comunicaciones y los sistemas de imágenes. Luz estructurada, con su uso de patrones proyectados, es resistente a la dispersión, y por lo tanto se ha convertido en una herramienta versátil. En particular, Los modos de momento angular orbital portador de luz estructurada (OAM) han atraído una atención significativa para aplicaciones en imágenes biomédicas.

OAM es una propiedad interna de la luz que confiere una forma de rosquilla característica al perfil espacial. También se puede estructurar el perfil de polarización de los modos de luz OAM. Superponer dos modos OAM, y puede obtener un haz de vórtice vectorial (VVB) caracterizado por una distribución de intensidad de rosquilla en la sección transversal del haz, y con polarización espacialmente variable. Los VVB se consideran adecuados y ventajosos para aplicaciones cuánticas en tecnología médica.

Un escáner de cáncer innovador

Un equipo internacional de investigadores publicó recientemente un estudio exhaustivo de la transmisión de VVB en medios de dispersión. El equipo está colaborando bajo los auspicios del proyecto FET-OPEN Cancer Scan de la Unión Europea, que propone desarrollar un concepto tecnológico unificado radicalmente nuevo de detección biomédica desplegando nuevas ideas en óptica cuántica y mecánica cuántica. El nuevo concepto se basa en la transmisión y detección unificadas de fotones en un espacio tridimensional de momento angular orbital, entrelazamiento, y características hiperespectrales. Teóricamente Estos elementos pueden contribuir al desarrollo de un escáner que pueda detectar el cáncer y detectarlo en una sola exploración del cuerpo. sin ningún riesgo de radiación.

Como se explica en su informe, el equipo implementó una plataforma flexible para generar VVB y haces gaussianos, e investigó su propagación a través de un medio que imita las características del tejido biológico. Demuestran y analizan la degradación tanto del perfil espacial como del patrón de polarización de los diferentes modos de luz.

Listo, apuntar, dispersión

Tanto para haces gaussianos como para VVB, los autores señalan que los perfiles espaciales experimentan un cambio brusco a medida que la concentración del medio aumenta más allá del 0,09%:una disminución repentina y rápida del contraste. Los autores observan que el cambio se debe a la presencia de un fondo uniforme causado por los componentes dispersos de los haces.

Investigando los perfiles de polarización, encontraron que el comportamiento de VVB es bastante diferente al de los rayos gaussianos. Los haces gaussianos presentan un patrón de polarización uniforme que no se ve afectado por el proceso de dispersión. A diferencia de, Los VVB presentan una distribución compleja de polarización en el plano transversal. El equipo observó que una parte de la señal VVB se despolariza por completo cuando pasa a través de medios de dispersión. pero una parte de la señal conserva su estructura.

Estos conocimientos sobre cómo la interacción con los medios de dispersión puede afectar el comportamiento de la luz OAM estructurada representan un paso adelante en la exploración de cómo puede interactuar con el tejido biológico. El equipo espera que su estudio exhaustivo estimule una mayor investigación sobre los efectos de los medios que imitan los tejidos que dispersan la luz. para avanzar en la búsqueda de una tecnología innovadora de detección biomédica.