科学家成功用可见光代替X射线穿透人体(z) - Macromolecules版

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Macromolecules版 - 科学家成功用可见光代替X射线穿透人体(z)

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大部分人认为只有X射线和其它形式的辐射能够穿透不透明物体，而可见光无法做到。
但实际上，利用特定方法后，可见光也能够穿透绘画作品和人体组织，并在医学研究和
其它领域产生重要影响。
利用可见光对人脑进行成像的示意图。
荧光“珠子”
在未来的某一天，普通光将能够替换X射线，科学家甚至可以用激光而不是其它危险手
术来移除肿瘤。不过现在面临的问题是：可见光在通过非透明物体时，会被吸收或散射
，无法用来成像。但是根据《自然》杂志，科学家正在努力研究一种新方法：在不透明
物体的另一面重新整合散射光来形成有用的图像。
初期的固体成像技术借鉴了一种叫做“自适应光学”的天文学方法，这种天文学方法使
用算法来计算图像被大气扭曲的程度。通过用激光穿过“空间光调制器”来延迟光束的
不同成分，科学家改进了上述的天文学方法以适应固体的特殊需求。采用改进后的新方
法，当光波通过调制器和不透明物体后，物体另一面的探测器就可以算出散射光的来源
，并拼凑出一个连贯的图像。采用改进方法进行的早期实验令人吃惊的成功，实验产生
的集中波束的强度是散射光的1000倍。
受此鼓舞，有研究团队改变这个新方法使用的激光频率后，将其应用到了聚焦超声波。
在物体另一面加上镜子后，频率改变的激光就会反射回物体内，从而增加了原始光束的
能量，并形成了“墙中的火炬”。最终，该研究团队得到了荧光“珠子”图像，这个“
珠子”大小在微米级，藏在两个不透明层之间。通过加速实验过程，巴黎的另一个研究
小组去年采用该方法成功为活老鼠的耳朵成像，标志着新型人体扫描器极有前途的开端。
尽管这种成像技术的进一步应用还需要很多工作，但它在医学领域的潜力不可否认。甚
至在艺术修复和考古学，它也能起到关键作用。比如，运用这种技术后，专家们就可以
看到绘画作品几层下的情况。当然，它也有很多其它可能的应用。正如一位科学家这样
告诉《自然》杂志：“经常有人问我们是否会开发可以透视浴帘的手机应用，我们当然
不会做这些。”

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