Search engine for discovering works of Art, research articles, and books related to Art and Culture
ShareThis
Javascript must be enabled to continue!

Ad-hoc control of scattering for adaptive opaque lenses

View through CrossRef
Microscopy and optical imaging are drastically limited by the inhomogeneities encountered by the light while propagating from the object of interest to the detection system. In this context, adaptive optics and wavefront manipulation are able to improve the contrast (visibility) of systems embedded in turbid and noisy environments. By wavefront shaping, the fluence of the light propagating through complex systems can be controlled, thus, confining the light in a defined microscopic region in the volume or at the back of scattering structures. We can imagine to counterintuitively exploit the optical barriers, turning them into scattering lenses. In this Thesis we consider these new generation of lenses: we demonstrate them to be configurable optical devices able to produce tailored light structures, hence resulting extremely advantageous if integrated in optical systems.We have initially studied their focusing spatial resolution at different scattering strengths, thereafter we have developed a method that allows to overcome the present limitations and to scale down their resolution of a factor 3 if compared with the previous standard methods. This result has been obtained selecting transmitting optical modes that are directly responsible for the resolution improvement. Therefore, we show that properly filtering the light transmitted at the back of a scatterer we can also obtain numerous novel optical features. Specifically, we demonstrate the full control of non-diffractive light structures named amorphous speckle patterns. Under wavefrontshaping manipulation those complex interference patterns can be converted to Bessel-like beams. The method discloses the possibility to produce Bessel beams at the selected location at the back of scattering barriers. The results presented have potential for providing arranged structured illumination and for enhancing the penetration depth in microscopy providing optimal imaging resolution of thick samples. Thence, complex scattering systems have been recently used as programmable stand-alone optical devices. We have foreseen their operation in optical circuits, for this reason we designed micro-fabricated scattering systems in the bulk of cover-slip glasses. Our photonic structures are proved to be unreproducible and resistant to the deterioration, hence resulting suitable for authentication control operations. Moreover, fashioning the position and thegeometry of the single scatterers via laser ablation we can engineer the process of multiple scattering in order to produce structured illuminations. In particular, we test an anisotropic geometry for the formation of light sheets. When we compare our system with conventionalcylindrical lenses we observe a significant spatial resolution enhancement in the light sheet generated. In addition, our opaque lenses result fully tunable, a property that can allow forbypassing mechanical adjustment for chromatic correction or axial scanning in selected planeillumination microscopy. Ultimately, we present a lab-on-a-chip: a programmable platformthat can support and inspect biological systems of interest in a controlled environment.
National Documentation Centre (EKT)
Title: Ad-hoc control of scattering for adaptive opaque lenses
Description:
Microscopy and optical imaging are drastically limited by the inhomogeneities encountered by the light while propagating from the object of interest to the detection system.
In this context, adaptive optics and wavefront manipulation are able to improve the contrast (visibility) of systems embedded in turbid and noisy environments.
By wavefront shaping, the fluence of the light propagating through complex systems can be controlled, thus, confining the light in a defined microscopic region in the volume or at the back of scattering structures.
We can imagine to counterintuitively exploit the optical barriers, turning them into scattering lenses.
In this Thesis we consider these new generation of lenses: we demonstrate them to be configurable optical devices able to produce tailored light structures, hence resulting extremely advantageous if integrated in optical systems.
We have initially studied their focusing spatial resolution at different scattering strengths, thereafter we have developed a method that allows to overcome the present limitations and to scale down their resolution of a factor 3 if compared with the previous standard methods.
This result has been obtained selecting transmitting optical modes that are directly responsible for the resolution improvement.
Therefore, we show that properly filtering the light transmitted at the back of a scatterer we can also obtain numerous novel optical features.
Specifically, we demonstrate the full control of non-diffractive light structures named amorphous speckle patterns.
Under wavefrontshaping manipulation those complex interference patterns can be converted to Bessel-like beams.
The method discloses the possibility to produce Bessel beams at the selected location at the back of scattering barriers.
The results presented have potential for providing arranged structured illumination and for enhancing the penetration depth in microscopy providing optimal imaging resolution of thick samples.
Thence, complex scattering systems have been recently used as programmable stand-alone optical devices.
We have foreseen their operation in optical circuits, for this reason we designed micro-fabricated scattering systems in the bulk of cover-slip glasses.
Our photonic structures are proved to be unreproducible and resistant to the deterioration, hence resulting suitable for authentication control operations.
Moreover, fashioning the position and thegeometry of the single scatterers via laser ablation we can engineer the process of multiple scattering in order to produce structured illuminations.
In particular, we test an anisotropic geometry for the formation of light sheets.
When we compare our system with conventionalcylindrical lenses we observe a significant spatial resolution enhancement in the light sheet generated.
In addition, our opaque lenses result fully tunable, a property that can allow forbypassing mechanical adjustment for chromatic correction or axial scanning in selected planeillumination microscopy.
Ultimately, we present a lab-on-a-chip: a programmable platformthat can support and inspect biological systems of interest in a controlled environment.

Related Results

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỌC LIỆU SỐ TRONG DẠY HỌC “SINH HỌC VI SINH VẬT VÀ VIRUS” (SINH HỌC 10)
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỌC LIỆU SỐ TRONG DẠY HỌC “SINH HỌC VI SINH VẬT VÀ VIRUS” (SINH HỌC 10)
Bài viết đề cập đến những nghiên cứu về tầm quan trọng của học liệu số, các dạng học liệu số trong dạy học Sinh học nói chung và dạy học Sinh học vi sinh vật và virus – Sinh học 10...
Chuyên san Dạy và Học - Số 27 - Khởi đầu
Chuyên san Dạy và Học - Số 27 - Khởi đầu
Vạn vật trong tự nhiên vẫn luôn vận hành theo một vòng quay, như mặt trời phải lặn và mặt trăng phải mọc, như mùa hạ đi để mùa thu tới, như chiếc hạt rơi cho một sự sống sắp nảy ch...
Técnicas de reconstrucción y compensación activa de frentes de onda complejos
Técnicas de reconstrucción y compensación activa de frentes de onda complejos
The continuous improvements of optical design tools and manufacturing technologies of free-form optical elements, allow the creation of new complex-shaped lenses that improve the p...
Sách chuyên khảo Tránh và Khắc phục sai sót trong việc thực hiện luận văn Thạc sĩ Kinh doanh và Quản lý tại Việt Nam
Sách chuyên khảo Tránh và Khắc phục sai sót trong việc thực hiện luận văn Thạc sĩ Kinh doanh và Quản lý tại Việt Nam
LỜI NÓI ĐẦUTheo đuổi bậc học Thạc sĩ ngày nay không còn là ước mơ quá xa vời đối với thế hệ trí thức trẻ Việt Nam hiện nay, đặc biệt là các bạn hoạt động trong lãnh vực Kinh doanh ...
THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG CHỦ ĐỀ VI SINH VẬT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VI SINH VẬT, SINH HỌC 10
THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG CHỦ ĐỀ VI SINH VẬT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VI SINH VẬT, SINH HỌC 10
Sinh học lớp 10 là nền tảng để phát triển năng lực cho học sinh. Theo xu hướng học tập hiện nay, học sinh năng động, sáng tạo trong học tập, còn giáo viên là người cố vấn, dẫn dắt ...
Chuyên san Dạy và Học - Số 26 - Trưởng thành
Chuyên san Dạy và Học - Số 26 - Trưởng thành
Những kỳ thi lớn vừa kết thúc, những hành trình mới sắp bắt đầu. Ở khoảng thời gian chuyển giao này, Dạy&Học số 26 với tựa đề “Trưởng thành” hy vọng có thể trở thành một bư...
Dịch chuyển - Dạy và học số 23
Dịch chuyển - Dạy và học số 23
Nạn dịch đã tạm lùi lại phía sau, để lại cho loài người câu hỏi cấp thiết về việc kiến tạo một tương lai bền vững. Trong số 23 của Dạy&Học với chủ đề Đương đầu với khủng ho...
Sách chuyên khảo Tránh và Khắc phục sai sót trong việc thực hiện luận văn Thạc sĩ Kinh doanh và Quản lý tại Việt Nam, tái bản lần thứ nhất
Sách chuyên khảo Tránh và Khắc phục sai sót trong việc thực hiện luận văn Thạc sĩ Kinh doanh và Quản lý tại Việt Nam, tái bản lần thứ nhất
Theo đuổi bậc học Thạc sĩ ngày nay không còn là ước mơ quá xa vời đối với thế hệ trí thức trẻ Việt Nam hiện nay, đặc biệt là các bạn hoạt động trong lãnh vực Kinh doanh và Quản lý....

Back to Top