Una visita al optometrista a menudo implica una tomografía de coherencia óptica. Este proceso de imagen utiliza radiación infrarroja para penetrar las capas de la retina y examinarla más de cerca en tres dimensiones, sin tener que tocar el ojo en absoluto. Esto permite que los especialistas oftalmológicos diagnostiquenenfermedades como el glaucoma sin ninguna intervención física. Sin embargo, este método tendría un potencial aún mayor para la ciencia si se usara una longitud de onda de radiación más corta, permitiendo así una mayor resolución de la imagen.
Primera tomografía de coherencia XUV a escala de laboratorio
Por primera vez, los físicos de la Universidad utilizaron radiación ultravioleta extrema XUV para este proceso, que se generó en su propio laboratorio, y así pudieron realizar la primera tomografía de coherencia XUV a escala de laboratorio. Esta radiación tiene una longitud de ondade entre 20 y 40 nanómetros, de los cuales, por lo tanto, es solo un pequeño paso hacia el rango de rayos X. "Los equipos a gran escala, es decir, aceleradores de partículas como el Elektronen-Synchotron alemán en Hamburgo, generalmente son necesarios paragenerar radiación XUV ", dice Silvio Fuchs, del Instituto de Óptica y Electrónica Cuántica de la Universidad de Jena." Esto hace que este método de investigación sea muy complejo y costoso, y solo está disponible para unos pocos investigadores ".
Los físicos de Jena ya han demostrado este método en grandes instalaciones de investigación, pero ahora han encontrado la posibilidad de aplicarlo a menor escala. En este enfoque, enfocan un láser infrarrojo ultracorto, muy intenso en un gas noble, paraejemplo argón o neón. "Los electrones en el gas se aceleran por medio de un proceso de ionización", explica Fuchs. "Luego emiten la radiación XUV". Es cierto que este método es muy ineficiente, ya que solo una millonésima parte delLa radiación láser en realidad se transforma de infrarrojos en el rango ultravioleta extremo, pero esta pérdida puede compensarse mediante el uso de fuentes láser muy potentes. "Es un cálculo simple: cuanto más ingresamos, más salimos", agrega Fuchs.
Se producen fuertes contrastes de imagen
La ventaja de la tomografía de coherencia XUV es que, además de la muy alta resolución, la radiación interactúa fuertemente con la muestra, porque diferentes sustancias reaccionan de manera diferente a la luz. Algunas absorben más luz y otras menos. Esto produce fuertes contrastes en las imágenes, que proporcionan a los investigadores información importante, por ejemplo, con respecto a la composición del material del objeto que se está examinando. "Por ejemplo, hemos creado imágenes tridimensionales de chips de silicio, de forma no destructiva, en las que podemos distinguir el sustratoclaramente a partir de estructuras que consisten en otros materiales ", agrega Silvio Fuchs." Si este procedimiento se aplicara en biología, por ejemplo, para investigar células, que es uno de nuestros objetivos, no sería necesario colorear las muestras, como es normalpráctica en otros métodos de microscopía de alta resolución. Elementos como el carbono, el oxígeno y el nitrógeno proporcionarían el contraste ". Antes de eso es posible, sin embargo, los físicos deLa Universidad de Jena todavía tiene trabajo por hacer."Con las fuentes de luz que tenemos en este momento, podemos lograr una resolución de profundidad de hasta 24 nanómetros. Aunque esto es suficiente para producir imágenes de estructuras pequeñas, por ejemplo en semiconductores, los tamaños de estructura de los chips actuales son en algunos casos ya más pequeños."Sin embargo, con láseres nuevos, aún más potentes, debería ser posible en el futuro lograr una resolución de profundidad de tan solo tres nanómetros con este método", señala Fuchs."Hemos demostrado en principio que es posible utilizar este método a escala de laboratorio".
El objetivo a largo plazo podría ser, en última instancia, desarrollar un dispositivo rentable y fácil de usar que combine el láser con el microscopio, lo que permitiría a la industria de semiconductores o laboratorios biológicos utilizar esta técnica de imagen con facilidad.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Friedrich-Schiller-Universitaet Jena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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