PFI-TT: Metasurface-Optical Fiber Endoscopy Probe for Advanced Imaging
PFI-TT:用于高级成像的超表面光纤内窥镜探头
基本信息
- 批准号:2345825
- 负责人:
- 金额:$ 55万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2024
- 资助国家:美国
- 起止时间:2024-02-01 至 2026-01-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation - Technology Translation (PFI-TT) project stems from the drastic reduction in size of an endoscope’s active imaging component to less than 200 microns: the size of a single human hair. Most current endoscope designs are larger than their target body region and must be forced through a narrow passage before imaging begins. The small footprint of the proposed Meta-Optical Fiber Endoscope (MOFE) device allows significantly less invasive treatment, reducing the likelihood of complications and the need for anesthesia during the procedure. The MOFE platform also targets other untapped biomedical imaging markets, such as cardiac, deep brain, and simultaneous multi-functional imaging. Additionally, these all-on-fiber structures offer greater potential for large scale and low-cost fabrication than current designs. Rather than requiring the assembly of many individual components, a complete MOFE probe can be realized in a single standard nanofabrication process, representing a substantial reduction in cost per device. The method employed to produce these probes can also be performed on a planarized fiber bundle, allowing hundreds or thousands of devices to be made in parallel. The proposed project will produce Meta-Optical Fiber Endoscope devices. By using flat optical metasurfaces, i.e. artificial sheet materials with sub-wavelength thickness, no wider than the fiber tip itself, it is possible to replace bulky glass optical imaging components (lenses, mirrors, prisms, etc.) with a device aspect ratio defined by the ultra-thin fiber components. This project will represent the first unification of optical metasurfaces—fabricated directly on-fiber—with other advanced imaging techniques, such as wavefront shaping in multimode fiber, optical coherence tomography, and multifunctional brain imaging, including beta testing of these novel devices. The titanium dioxide nanocylinder metasurfaces used in this project are highly efficient, i.e. over 90% transmission in the visible range, and able to tune the transmitted phase to have full wavefront control. The current prototype will include lensing to a controllable focal length, tunable beam steering, polarization insensitive functionality, and even multifunctionality combining any of the above simultaneously by integrating electrically tunable materials. This project will mark the first integration of high-index visible metasurfaces directly on the fiber endface. The metasurface’s tunability will lead to large field of view imaging, which is not available in existing endoscopy without bulky mechanical scanners.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该创新技术转化伙伴关系(PFI-TT)项目的广泛影响/商业潜力源于内窥镜主动成像组件的尺寸大幅缩小至200微米以下:一根头发的大小。目前大多数内窥镜设计都比目标身体区域大,在成像开始前必须通过狭窄的通道。所提出的超光纤内窥镜(MOFE)设备占地面积小,可以显著减少侵入性治疗,减少并发症的可能性和手术过程中麻醉的需要。MOFE平台还瞄准了其他未开发的生物医学成像市场,如心脏、深部脑和同时多功能成像。此外,与目前的设计相比,这些全光纤结构在大规模和低成本制造方面具有更大的潜力。一个完整的MOFE探针可以在一个单一的标准纳米加工过程中实现,而不需要组装许多单独的组件,这意味着每个设备的成本大幅降低。用于生产这些探针的方法也可以在平面化的光纤束上进行,允许数百或数千个设备并行制造。拟议的项目将生产超光纤内窥镜设备。通过使用平面光学超表面,即具有亚波长厚度的人造薄片材料,其宽度不超过光纤尖端本身,可以用超薄光纤组件定义的器件长宽比取代笨重的玻璃光学成像组件(透镜、反射镜、棱镜等)。该项目将代表光学超表面(直接在光纤上制造)与其他先进成像技术的首次统一,如多模光纤中的波前整形、光学相干断层扫描和多功能脑成像,包括这些新设备的beta测试。本项目使用的二氧化钛纳米圆柱形超表面具有很高的效率,即在可见光范围内透射率超过90%,并且可以调整透射相位以实现全波前控制。目前的原型将包括可控制焦距的透镜,可调谐的光束转向,偏振不敏感功能,甚至通过集成电可调谐材料同时结合上述任何功能。该项目将首次将高折射率可见超表面直接集成到光纤端面上。超表面的可调性将导致大视场成像,这在现有的内窥镜中没有笨重的机械扫描仪是无法实现的。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Ho Wai Howard Lee其他文献
Ho Wai Howard Lee的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Ho Wai Howard Lee', 18)}}的其他基金
CAREER: Epsilon-Near-Zero Conducting Oxide Metasurface Perfect Absorbers, Color Filters, and Beam Steering Devices with Gate-tunability
职业:Epsilon 近零导电氧化物超表面完美吸收器、滤色片和具有栅极可调性的光束转向器件
- 批准号:
2113010 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
MRI: Acquisition of 30kV Electron Beam Lithography System for Multidisciplinary Research on Nano-Photonics, Nano-Biophysics, Nano-Chemistry, and Nano-Electronics
MRI:购置30kV电子束光刻系统,用于纳米光子学、纳米生物物理学、纳米化学和纳米电子学的多学科研究
- 批准号:
1828416 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Epsilon-Near-Zero Conducting Oxide Metasurface Perfect Absorbers, Color Filters, and Beam Steering Devices with Gate-tunability
职业:Epsilon 近零导电氧化物超表面完美吸收器、滤色片和具有栅极可调性的光束转向器件
- 批准号:
1752295 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
叶绿体蛋白 TT3.2 调控水稻耐热性的分子机制研究
- 批准号:24ZR1431200
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
苯并呋喃-6-酮类化合物TT01f通过调控Jagged1/Notch信号通路改善特发性肺纤维化的药理学机制研究
- 批准号:82304596
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
TT3.2通过自噬体-液泡途径调控水稻盐胁迫抗性的分子机制研究
- 批准号:32301745
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于Glypian3-TT3oB新型聚集诱导发光复合体的NIR-IIb靶向成像及cGAS-STING通路激活在肝癌精准标记并增敏免疫治疗中的研究
- 批准号:LQ23H160042
- 批准年份:2023
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于肌红蛋白构象及其氧化还原体系探究tt-DDE加速生鲜牛肉肉色劣变的分子机制
- 批准号:32372384
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
TT02通过巨噬细胞外囊泡miR-122/Wnt途径拮抗石英诱导肺纤维化的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
核用690TT合金传热管表面划伤诱导应力腐蚀裂纹萌生机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
HIIT 对TT+DR 小鼠肩袖肌脂肪浸润的治疗效果和机制研究
- 批准号:2021JJ40949
- 批准年份:2021
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
GhmiR858靶向TT2协同调控彩色棉纤维色泽形成的分子机制研究
- 批准号:32001591
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
苯并呋喃类化合物TT01通过抑制TGF-β/ TGFβR-ECD复合物蛋白相互作用治疗特发性肺纤维化的药理学及机制研究
- 批准号:81973383
- 批准年份:2019
- 资助金额:55.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
PFI-TT: A Novel Wireless Sensor for Continuous Monitoring of Patients with Chronic Diseases
PFI-TT:一种用于持续监测慢性病患者的新型无线传感器
- 批准号:
2345803 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
PFI-TT: Commercial scale production of aligned polymer nanofiber materials and yarns
PFI-TT:定向聚合物纳米纤维材料和纱线的商业规模生产
- 批准号:
2345785 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Vine Robots for In-Pipe Navigation and Inspection of Critical Infrastructure
PFI-TT:用于管道内导航和关键基础设施检查的 Vine 机器人
- 批准号:
2345769 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Smart windows for on-demand control of solar heat and daylight
PFI-TT:用于按需控制太阳热能和日光的智能窗户
- 批准号:
2345804 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: A Smart Bipolar Surgical Device for Electrosurgery
PFI-TT:用于电外科的智能双极手术设备
- 批准号:
2329783 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
PFI-TT: Bio-inspired enhancement of concrete for carbon sequestration and longevity
PFI-TT:仿生增强混凝土以实现碳封存和长寿
- 批准号:
2329856 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
PFI-TT: Local Sensing on Automated Vehicles
PFI-TT:自动驾驶车辆的本地传感
- 批准号:
2329820 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
PFI-TT: Prototyping a Electromechanical Sensor to Reduce Cheese Trim Losses
PFI-TT:制作机电传感器原型以减少奶酪边角损失
- 批准号:
2345656 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
PFI-TT: Chemical Synthesis of a Natural Product Family of Compounds for Tick-Targeted Prevention and Control
PFI-TT:用于蜱目标预防和控制的天然产物化合物家族的化学合成
- 批准号:
2345757 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: A Hybrid Scalable Data Management System Providing Deep Access to the Scientific Knowledge in Data Science
PFI-TT:混合可扩展数据管理系统,提供对数据科学中科学知识的深入访问
- 批准号:
2345794 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant