Ultrasonically encoded wavefront shaping for focusing into random media.
Ultrasonically encoded wavefront shaping for focusing into random media.
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DOI：
10.1038/srep03918
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发表时间：
2014-01-29
影响因子：
4.6
通讯作者：
Wang LV
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tay JW;Lai P;Suzuki Y;Wang LV
随机介质中散射引起的相位畸变限制了光学聚焦超过一个传输平均自由程。然而，散射可以通过使用空间光调制器对照明波前施加校正来补偿。一种获得波前校正的方法是使用优化算法进行迭代确定。在过去，获得反馈信号需要直接光学进入目标区域，或者侵入性地将分子探针嵌入随机介质中。在此，我们提出使用超声编码光作为反馈来动态、无创地指导优化。在我们的原理验证演示中，漫射光被重新聚焦到超声焦点区域，经过600次迭代后，焦点与背景的比例超过一个数量级。随着进一步的改进，特别是优化速度的提高，该方法将在深部组织光学成像和治疗中得到广泛的应用。
Phase distortions due to scattering in random media restrict optical focusing beyond one transport mean free path. However, scattering can be compensated for by applying a correction to the illumination wavefront using spatial light modulators. One method of obtaining the wavefront correction is by iterative determination using an optimization algorithm. In the past, obtaining a feedback signal required either direct optical access to the target region, or invasive embedding of molecular probes within the random media. Here, we propose using ultrasonically encoded light as feedback to guide the optimization dynamically and non-invasively. In our proof-of-principle demonstration, diffuse light was refocused to the ultrasound focal zone, with a focus-to-background ratio of more than one order of magnitude after 600 iterations. With further improvements, especially in optimization speed, the proposed method should find broad applications in deep tissue optical imaging and therapy.
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