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Fibras ópticas microestruturadas para endoscopia

Processo: 15/01009-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de outubro de 2015 - 31 de agosto de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Roddy Elky Ramos Gonzáles
Beneficiário:Roddy Elky Ramos Gonzáles
Empresa:Luxtec Sistemas Ópticos Ltda
Município: Campinas
Auxílios(s) vinculado(s):16/19017-9 - Endoscópios rígidos de fibra óptica microestruturada, AP.PIPE
Assunto(s):Fibra óptica  Vidro  Equipamentos e provisões hospitalares  Endoscopia  Endoscópios 

Resumo

Embora a fabricação de endoscópios com fibra óptica convencional seja conhecida, apresentam uma série de problemas e complexidades que são extremamente difíceis de serem resolvidos. Em vistas a estes problemas este projeto apresenta uma proposta de fabricar e caracterizar uma fibra óptica microestruturada para endoscopia. Além disso, os equipamentos que serão construídos poderão também, fabricar fibras para aplicações diversas o que permite minimizar o risco deste projeto. Compreendendo fibras ópticas para: laser para medicina, laser para aplicações industriais, astronomia, laser para marcação, sensores. A fibra microestruturada surgiu de uma revolução mais recente do conceito de fibras ópticas, nestas fibras a casca ao redor do núcleo é formada por um conjunto de diminutos buracos de ar, que correm paralelos ao núcleo da fibra e por todo o seu comprimento. Neste caso não é preciso dopagem química para formar a necessária diferença de índice de refração entre casca e núcleo. Os buracos de ar fazem este papel, reduzindo o índice de refração na casca. Assim, pelo mesmo princípio básico de reflexão interna total pode-se guiar a luz em um núcleo sólido. Entretanto, este tipo de guia de onda apresenta características sem qualquer paralelo com suas irmãs (bem) mais velhas, as fibras ópticas tradicionais. Aqui se pode variar, sem precedentes, a dispersão cromática da fibra, sua área modal e não linearidade, que pode ser extremamente alta, ou extremamente baixa. Com características ainda mais únicas e sem precedentes são as fibras microestruturadas com núcleo de baixo índice de refração e que guiam por photonic band gap. Endoscópios flexíveis dependem de transferência de imagens através de feixes de fibras ópticas e são particularmente importantes nas observações através das aberturas naturais em órgãos humanos. Estes instrumentos, também conhecidos como fibroscópios, tipicamente focam a luz através de uma objetiva miniaturizada ou uma lente gradiente-índice (GRIN) que cria uma imagem sobre uma entrada de um feixe coerente de fibras, que subsequentemente atua como um guia de imagem. Os resultados obtidos oferecem várias abordagens para explorar guias multimodo para a imagem latente: demonstrou-se uma geometria para microscopia luminosa e de campo escuro para a luz monocromática, bem como de imagem fluorescente, onde o comprimento de onda de excitação é entregue no local pelo mesmo guia de onda que também recolhe o sinal de fluorescência. Mesmo que as geometrias forem baseadas em princípios diferentes, as implementações permitem a captura de imagens em altas taxas de quadros em ambos os casos, superando abordagens anteriormente relatados por várias ordens de magnitude. Além disso, mostrou-se a geração controlada de campos de luz complexas, tais como modos de Laguerre-Gauss, feixes de propagação invariante através de uma fibra multimodo. Isso abriu perspectivas para as versões baseadas em técnicas de fibra ópticas como a microscopia de emissão estimulada (STED). Isto abrirá caminho para sistemas de imagem 'sem lente' e baratos. (AU)