改性玻璃纤维微观结构可以从内部照亮血管健康

Skoltech的研究人员已经制作了一种由改性玻璃纤维制成的微观结构，原则上可以作为一个微型灯笼，用于探测血管和身体其他管状腔的内部。

在Annalen der Physik杂志上描述过，微型灯笼由一根空心光纤组成，这是一根由玻璃制成的非常小的管子。聚合物层和纳米粒子沉积在管的内表面上，末端用聚合物膜密封。

如果薄膜上有镜子，灯笼会变成激光，产生特定颜色的目标光。这可用于光动力疗法，以根除用特殊染料致敏的肿瘤。

由玻璃纤维制成的内窥镜探头是一种有前景的方法，可以到达身体中难以进入的区域，用于医学成像或治疗目的。光纤足够薄，甚至可以安装在血管内。但问题是在探测器的末端安装必要的仪器。

本研究中制造的零件既可以用作漫射光源，也可以经过进一步的修改和改进后用作激光器。在内窥镜探头末端使用波长可调的激光器的前景很有趣，因为它将为诊断和治疗带来机会。

Skoltech研究中的关键创新与降低光传输损耗有关，而光传输损耗困扰着这种设置。

发光微结构基于一根几厘米长的空心光纤，内径为0.25毫米，外径为0.5毫米。

聚合物层沉积在空心芯的内部，顶部是随后一层所谓的量子点——萨拉托夫州立大学提供的纳米粒子。

纤维本身由同样位于萨拉托夫的SPE LLC纳米结构玻璃技术公司制造。涉及的聚合物和量子点层越多，通过光纤传输的光损失就越大。

“我们发现，通过热处理，分层涂层中的纳米粒子可以更紧密地融合在一起，这会使聚合物层脱水，降低纳米复合涂层的粗糙度，从而减少光传输损失，”该研究的首席研究员、Skoltech Photonics的Dmitry Gorin教授说。

“值得注意的是，在完成用作光学谐振腔的结构时，所需的加热是‘免费’实现的，因为这需要在两端沉积聚合物膜，顶部是氧化钛/二氧化硅分层镜，最后一个阶段需要足够的加热。”

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由此产生的系统有望创造出在0.3至6微米的相当宽的波长范围内工作的光泵浦激光器。

量子点充当激光器的活性介质，而结构的其余部分提供了一个谐振腔。光束从圆柱形微结构的末端发出，光的“颜色”由制造过程中的量子点层特性决定。

或者，可以在不沉积镜子的情况下加热微观结构。在类似地解决传输损耗问题的同时，这将结构变成漫射光源而不是激光谐振腔。这意味着它将向各个方向照亮周围的环境，并且可以通过调整量子点层来调整光的颜色。

根据具体情况，配备所提出的发光微结构的探头可用于表面检查、深层组织可视化、通过所谓的光动力疗法去除病理组织等