Ohebný a tenčí než vlas, nový typ vlákna přenáší obraz

Mezinárodní tým vedený profesorem Tomášem Čižmárem z brněnského Ústavu přístrojové techniky AV ČR zveřejnil v prestižním časopise Physical Review Letters nový objev v oblasti holografické endoskopie. Poznatky jsou využitelné především v medicíně, například při biopsii.

Jak přesně funguje paměť, když zpracovává prožitky? A co se děje v lidském mozku při vzniku konkrétních nemocí a chorob? Také na tyto otázky může již brzy odpovědět objev vědců z Brna, který představil nový způsob přenosu obrazové informace pomocí multimodových optických vláken. „Svým jádrem dokážou šířit celou řadu tvarů, a to i navzdory svým miniaturním rozměrům či ohybu vlákna,“ zdůraznil profesor Tomáš Čižmár.

Nový způsob přenosu obrazové informace

Na rozdíl od jednomodových vláken mají multimodová širší jádro. Jejich informační kapacita je vyšší a mohou přenést celou řadu obrazových tvarů. Vlákno je tenčí než lidský vlas a má speciální index lomu. „Zatímco u standardních vláken se obraz roztříští pokaždé jinak, u vláken s přesně parabolickým profilem indexu lomu se obraz roztříští vždy stejně. Tento princip holografické endoskopie se tak dá aplikovat, i když se vlákno ohýbá a obraz se nepoškodí,“ vysvětlil Čižmár.

Tenisáky v trubce

Princip vysvětlil na zjednodušeném příkladu. „Představte si tenisáky v trubce, které se pomíchají. Původní řád skladby se naruší a stejně jako u obrazu se ztratí. V kombinaci s holografickou metodou jsme schopni obraz zrekonstruovat,“ uvedl Čižmár. Využitelnost objevu vidí především v lékařství, například jako náhradu biopsie. „Naše endoskopie může projít tkání, aniž by ji výrazně narušila,“ dodal Čižmár.

Na aplikacích holografické endoskopie pracuje Čižmár se svým týmem a zahraničními partnery od roku 2010. „Naše experimenty byly úspěšné jen částečně. I u vláken s gradientním indexem lomu jsme nemalá poškození obrazu pozorovali. Přisuzujeme to odchylkám použitého vlákna od ideálního parabolického rozložení indexu lomu,“ uvedl člen Čižmárova týmu Tomáš Tyc, profesor Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně.

Uvedení nové metody do praxe potrvá zřejmě desetiletí, především kvůli dalšímu testování či certifikacím. Základní a aplikovaný výzkum vědců z Ústavu přístrojové techniky v Brně potrvá do roku 2022.

Připravila: Pavla Schieblová, Ústav přístrojové techniky AV ČR ve spolupráci s Alicí Horáčkovou, Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
Foto: Ústav přístrojové techniky AV ČR